外延(yan)片(pian)材料(liao)是(shi)LED的(de)核心部分,事實上(shang),LED的(de)波(bo)長、亮(liang)度(du)、正(zheng)向電壓(ya)等主要(yao)光(guang)電(dian)參(can)數基(ji)本(ben)上(shang)取決(jue)於(yu)外延(yan)片(pian)材料(liao)。外延(yan)片(pian)技術與設備(bei)是(shi)外延(yan)片(pian)制(zhi)造(zao)技術的(de)關鍵(jian)所在。
(1)LED外延(yan)片(pian)的(de)制(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)
襯(chen)底——結構(gou)設(she)計(ji)——緩沖(chong)層(ceng)生(sheng)長——N型GaN層(ceng)生(sheng)長——多量子阱發(fa)光(guang)層(ceng)生(sheng)長——P型GaN層(ceng)生(sheng)長——退火(huo)——檢(jian)測(ce)(光熒(ying)光(guang)、X射(she)線(xian))——外延(yan)片(pian)
外延(yan)生(sheng)長的(de)基(ji)本(ben)原理是(shi):在壹(yi)塊加(jia)熱(re)至(zhi)適當(dang)溫度(du)的(de)襯(chen)底基(ji)片(pian)(主要(yao)有藍(lan)寶(bao)石和(he)、SiC、Si)上(shang),氣態物質InGaAlP有控(kong)制(zhi)的(de)輸(shu)送(song)到襯(chen)底表面(mian),生長出(chu)特(te)定(ding)單晶(jing)薄膜。目前(qian)LED外延(yan)片(pian)生長技術主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)有機(ji)金(jin)屬化(hua)學(xue)氣相(xiang)沈積方法(fa)(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,簡稱(cheng) MOCVD)。
外延(yan)片(pian)的(de)制(zhi)造(zao)基(ji)本(ben)上(shang)決(jue)定(ding)了(le)芯(xin)片(pian)的(de)發(fa)光(guang)效率(lv),工(gong)作電(dian)壓(ya),波(bo)長等各項(xiang)光(guang)電(dian)參(can)數(shu)。同(tong)時(shi)也決(jue)定(ding)了(le)芯(xin)片(pian)抗ESD沖(chong)擊的(de)能力,和長期的(de)穩定(ding)性。
(2)LED芯(xin)片(pian)的(de)制(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng):
外延(yan)片(pian)→清(qing)洗(xi)→鍍透(tou)明電極層(ceng)→透(tou)明電極圖形激(ji)光(guang)雕(diao)刻→腐蝕→去膠(jiao)→平(ping)臺圖形激(ji)光(guang)雕(diao)刻→幹式激(ji)光(guang)蝕(shi)刻→去膠→退火(huo)→SiO2沈積→窗(chuang)口圖形激(ji)光(guang)雕(diao)刻→SiO2腐蝕→去膠(jiao)→N極(ji)圖形激(ji)光(guang)雕(diao)刻→預(yu)清(qing)洗(xi)→鍍膜→剝(bo)離(li)→退火(huo)→P極(ji)圖形激(ji)光(guang)雕(diao)刻→鍍膜→剝(bo)離(li)→研(yan)磨(mo)→激(ji)光(guang)切割(ge)→芯(xin)片(pian)→成品(pin)測(ce)試。
芯(xin)片(pian)加(jia)工(gong)制(zhi)程(cheng)決(jue)定(ding)了(le)芯(xin)片(pian)的(de)電極粘附可靠性,芯(xin)片(pian)外觀品質(zhi),光(guang)電(dian)參數壹(yi)致(zhi)性。
(3)成品(pin)測(ce)試的(de)流程(cheng)
其(qi)實外延(yan)片(pian)的(de)生產制(zhi)作過(guo)程(cheng)是(shi)非(fei)常(chang)復(fu)雜(za)的(de),生產設備(bei)基(ji)本(ben)上(shang)選用原裝進(jin)口(kou)為主(zhu);在展(zhan)完(wan)外延(yan)片(pian)後,下壹(yi)步(bu)就(jiu)開始(shi)對(dui)LED外延(yan)片(pian)做電(dian)極(ji)(P極,N極(ji)),接著(zhe)就(jiu)開始(shi)用激(ji)光(guang)機(ji)切割(ge)LED外延(yan)片(pian)(以前切割(ge)LED外延(yan)片(pian)主要(yao)用(yong)鉆(zuan)石(shi)刀),制(zhi)造(zao)成芯(xin)片(pian)後,在晶(jing)圓(yuan)上(shang)的(de)不同(tong)位(wei)置抽(chou)取九(jiu)個點做參(can)數(shu)測(ce)試,如圖所示(shi):
1、主(zhu)要(yao)對(dui)電壓(ya)、波(bo)長、亮(liang)度(du)進(jin)行(xing)測(ce)試,能(neng)符(fu)合正(zheng)常(chang)出(chu)貨(huo)標(biao)準參(can)數的(de)晶圓(yuan)片(pian)再(zai)繼(ji)續做下(xia)壹(yi)步(bu)的(de)操作(zuo),如果(guo)這九(jiu)點測(ce)試不符合相(xiang)關要(yao)求(qiu)的(de)晶圓(yuan)片(pian),就(jiu)放在壹(yi)邊(bian)另外處(chu)理。
2、晶(jing)圓(yuan)切割(ge)成芯(xin)片(pian)後,100%的(de)目檢(jian)(VI/VC),操作(zuo)者(zhe)要(yao)使用放大30倍數的(de)顯微(wei)鏡下(xia)進(jin)行(xing)目測(ce)。
3、接(jie)著(zhe)使用全自(zi)動分類(lei)機根據(ju)不同(tong)的(de)電壓(ya),波(bo)長,亮(liang)度(du)的(de)預(yu)測(ce)參數(shu)對(dui)芯(xin)片(pian)進(jin)行(xing)全自(zi)動化(hua)挑(tiao)選、測(ce)試和(he)分類(lei)。
4、最(zui)後對(dui)LED芯(xin)片(pian)進(jin)行(xing)檢查(VC)和貼標(biao)簽。芯(xin)片(pian)區域(yu)要(yao)在藍(lan)膜的(de)中心,藍膜上(shang)最(zui)多有5000粒(li)芯(xin)片(pian),但(dan)必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)每張(zhang)藍膜上(shang)芯(xin)片(pian)的(de)數量不得少(shao)於(yu)1000粒(li),芯(xin)片(pian)類(lei)型、批(pi)號、數量和光(guang)電(dian)測(ce)量統(tong)計(ji)數(shu)據記錄在標(biao)簽上(shang),附在蠟(la)光(guang)紙(zhi)的(de)背(bei)面(mian)。藍膜上(shang)的(de)芯(xin)片(pian)將做最(zui)後的(de)目檢(jian)測(ce)試與第(di)壹(yi)次(ci)目檢(jian)標(biao)準相(xiang)同(tong),確保(bao)芯(xin)片(pian)排列(lie)整(zheng)齊(qi)和質量合格。這樣(yang)就(jiu)制(zhi)成LED芯(xin)片(pian)(目前(qian)市場上(shang)統稱(cheng)方片(pian))。
在LED芯(xin)片(pian)制(zhi)作過(guo)程(cheng)中,把(ba)壹(yi)些(xie)有缺(que)陷的(de)或(huo)者(zhe)電(dian)極(ji)有磨(mo)損的(de)芯(xin)片(pian),分撿出(chu)來(lai),這些(xie)就(jiu)是(shi)後面(mian)的(de)散晶,此時(shi)在藍(lan)膜上(shang)有壹(yi)些(xie)不符合正(zheng)常(chang)出(chu)貨(huo)要(yao)求(qiu)的(de)晶片(pian),也就(jiu)自(zi)然(ran)成了(le)邊(bian)片(pian)或(huo)毛片(pian)等。不良品(pin)的(de)外延(yan)片(pian)(主要(yao)是(shi)有壹(yi)些(xie)參數(shu)不符合要(yao)求(qiu)),就(jiu)不用來(lai)做方片(pian),就(jiu)直接(jie)做電(dian)極(ji)(P極,N極(ji)),也不做分檢了,也就(jiu)是(shi)目前(qian)市場上(shang)的(de)LED大圓(yuan)片(pian)(這裏面(mian)也有好(hao)東(dong)西,如方片(pian)等)。