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Chip Production Management Team / 3E Semiconductor Idea ? Velocity ? Completion LED芯片制造工艺流程简介 范青青 2011年5月18日 主要内容 LED的简单介绍 LED芯片制造流程简介 LED是Light Emitting Diode的英文缩写，中文称为发光二极管。 发光二极管(LED)是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。 LED的简单介绍： LED芯片的应用： LED芯片制造流程示意图： 蓝宝石衬底（Al2O3) （衬底厂商提供） PSS工艺 Patterned Sapphire Substrate 图形化蓝宝石衬底 减小反向漏电，提高LED寿命，增强发光亮度 生长外延层（EPI） 蓝宝石衬底 N-GaN P-GaN 芯片前段工艺 （wafer） 芯片后段工艺 （chip） 封装 台阶光刻前清洗 打印流程卡、标签、分批次 防止混片 清洁晶片表面 防止台阶光刻后图形不标准 Mesa光刻 用光刻胶做出Mesa图形 PR保护P型层，露出N电极位置 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN PR Mesa干法刻蚀 无光刻胶保护的地方被刻蚀到N型层 露出N电极处的外延层 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN PR N电极处 发光区 切割道 CBL沉积 CBL(Current Blocking Layer)电流阻挡层 具有扩展表面电流作用 CBL光刻 有光刻胶 无光刻胶 CBL蚀刻 采用湿法蚀刻（氢氟酸） 将没有光刻胶保护的地方的SiO2蚀刻掉 SiO2 外延N型层 外延P型层 ITO沉积 ITO（铟锡氧化物），导电性和透光性好 作为电流扩展层，有利于芯片的光电性能 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN ITO SiO2（底层）+ITO（顶层） ITO ITO光刻 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN ITO PR ITO 将需要ITO的区域（发光区）用光刻胶保护住，为下一步蚀刻做出图形 SiO2（底层）+ITO（顶层） SiO2（底层）+ITO（中层）+PR ITO（底层）+PR（顶层） ITO蚀刻 采用湿法蚀刻，用ITO蚀刻液蚀刻ITO（盐酸和氯化铁等），用HF酸蚀刻SiO2 将没有光刻胶保护的地方的ITO和SiO2蚀刻掉 外延P型层 外延N型层 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN PR ITO ITO SiO2（底层）+ITO（顶层） 预退火 进行高温热处理，可降低正向电压、有利于电流扩展层表面接触的形成，提高了出光效率 Metal光刻 用光刻胶形成电极图形 有光刻胶 无光刻胶 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN ITO PR 灰化（Ashing） 酸洗 等离子去胶：利用氧气、氮气等气体清洁芯片表面，使得光刻胶表面更平整，且可去除电极处的负胶提高电极粘附性 N-GaN 蓝宝石衬底 P-GaN ITO PR Pad Metal蒸镀 沉积Cr.Ni.Au.Ti四种金属 剥离（lift-off） 将电极以外的金属剥离掉 N-GaN Sapphire P-GaN ITO Pad Pad 外延P型层 Metal ITO SiO2（底层）+Metal（顶层） 钝化层沉积 等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition） 用SiO2薄膜做钝化层，防止短路，避免杂质原子对芯片表面的吸附，保护芯片（ITO膜），提高发光效率 钝化层光刻 做出钝化层图形 有光刻胶 无光刻胶 N-GaN Sapphire P-GaN ITO Pad Pad PR SiO2 钝化层蚀刻 采用干法蚀刻将没有光刻胶保护的地方的SiO2蚀刻掉 外延层+SiO2 外延层+金属层 外延层+ITO+SiO2 外延层+SiO2+ITO+SiO2 N-GaN Sapphire P-GaN ITO Pad Pad SiO2 快速退火 进行高温热处理，模拟客户使用环境，对不良芯粒做一次筛选 BST 模拟客户打线测试电极粘附性 前段工艺结束 研磨减薄 自动目检 测试 划裂 分选 包装、出货 谢谢！ * Chip Production Management Team / 3E Semiconductor Idea ? Velocity ? Completion *