详细LED外延芯片工艺流程及晶片分类

信息来源:www.sxwled.com   日期:2014-12-02   

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近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研究的人员无不全力投入。而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED及激光二级管LD 的应用无不说明了III-V 族元素所蕴藏的潜能。
在目前商品化LED显示屏之材料及其外延技术中,红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主,而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓GaAsP 材料为主。
一般来说,GaN 的成长须要很高的温度来打断NH3 之N-H 的键解,另外一方面由动力学仿真也得知NH3 和MO Gas 会进行反应产生没有挥发性的副产物。
LED显示屏外延片工艺流程如下:
衬底 - 结构设计- 缓冲层生长- N型GaN 层生长- 多量子阱发光层生- P 型GaN 层生长- 退火- 检测(光荧光、X 射线) - 外延片;
外延片- 设计、加工掩模版- 光刻- 离子刻蚀- N 型电极(镀膜、退火、刻蚀) - P 型电极(镀膜、退火、刻蚀) - 划片- 芯片分检、分级
具体介绍如下:
固定:将单晶硅棒固定在加工台上。
切片:将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
退火:双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片表面和氧气发生反应,使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角:将退火的硅片进行修整成圆弧形,防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
分档检测:为保证硅片的规格和质量,对其进行检测。此处会产生废品。
研磨:用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。此过程产生废磨片剂。
清洗:通过有机溶剂的溶解作用,结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗:通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
具体工艺流程如下:
SPM 清洗:用H2SO4 溶液和H2O2 溶液按比例配成SPM 溶液,SPM 溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2 和H2O。用SPM 清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF 清洗:用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,同时DHF 抑制了氧化膜的形成。此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM 清洗:APM 溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2 溶液组成,硅片表面由于H2O2 氧化作用生成氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处产生氨气和废氨水。HPM 清洗:由HCl 溶液和H2O2 溶液按一定比例组成的HPM,用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。

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