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LED 的封装、检测与应用

LED 的封装、检测与应用. 芯片的制造工艺. 直径 2inch 外延片 可容纳 2 万左右 LED 芯片. 划 片为单个 chip. 芯片的制造工艺. 芯片的制造工艺概述 LED 芯片的制造分为两个阶段：前道工艺和后道工艺。. 目前，单个 LED 芯片的尺寸为 8× 8 ， 8 × 10 ， 11 × 9 ， 12 × 12 ， 14 × 14 （单位： mil ）. 芯片的制造工艺. 前道工艺 功能：形成电极与芯片的光电参数。 工艺种类：光刻类

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LED 的封装、检测与应用

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  1. LED的封装、检测与应用 芯片的制造工艺

  2. 直径2inch外延片可容纳2万左右LED芯片 划片为单个chip 芯片的制造工艺 • 芯片的制造工艺概述 LED芯片的制造分为两个阶段：前道工艺和后道工艺。 目前，单个LED芯片的尺寸为8×8，8×10，11×9，12×12，14×14（单位：mil）

  3. 芯片的制造工艺 • 前道工艺 功能：形成电极与芯片的光电参数。 工艺种类：光刻类 清洗类 镀膜 刻蚀工艺 合金工艺 检测

  4. 芯片的制造工艺 1、清洗工艺 ①APM清洗：NH3OH：H2O2：H2O-1：1：5~1：2：7； 氧化与腐蚀反复进行，可以去除表面颗粒。 ②HPM清洗：HCL:H2O2:H2O=1:1:6~1:2:8； 去除物体表面金属污染物。 ③SPM清洗：H2SO4:H2O2=3:1； 可将金属氧化后溶于水，并氧化有机污染物为CO2和H2O。 ④DHF：HF 去除自然氧化膜。 ⑤丙酮：去除半导体表面灰尘和有机物。

  5. 芯片的制造工艺 2、光刻工艺 用光刻剂标示出被保护的区域，那么未被保护的部分在刻蚀工序 中将被刻蚀掉。 制版时，阴影部分为空心，其余部分为实心。将制好的版附在涂了光刻剂的半导体材料上，再用紫外光照射，光刻剂在紫外光照射下会迅速分解，那么实心部分的半导体材料未被照射，将被保护起来。

  6. SiO2保护层 P P MQW MQW N N Al2O3 Al2O3 P型欧姆接触 P MQW N Al2O3 P N型电极 MQW N P P Al2O3 MQW MQW N N Al2O3 Al2O3 芯片的制造工艺 3、前道工艺流程（V型电极为例） 外延片 目的一 N极刻蚀 目的二 做透明P型欧姆接触 目的三 做N电极 目的四 做P电极 目的五 形成SiO2保护层

  7. 汞灯 芯片的制造工艺 目的一 N极刻蚀 步骤1 清洗外延表面 清洗剂用甲醇或丙酮，去掉表面的灰与水渍。 步骤2 光刻 ① 涂胶 将胶滴在盘心，转动，胶可以均匀散开。（3000r/min） ② 烘烤 使半导体表面与胶紧密结合，无缝隙。 ③ 曝光 用紫外线照射，并盖上掩膜版。未被掩膜版遮光的部分 ，吸收紫外光分解。 步骤3 刻蚀。通入Cl2或者BrCl2气体，GaN材料与毒气反应，被腐蚀掉。 涂了光刻胶的部分被保护。 步骤4 清洗。去光刻胶。（用丙酮或硫酸煮沸，清洗）

  8. 芯片的制造工艺 目的二 做透明P型欧姆接触 做透明P型欧姆接触是为了增加电流的扩散面积，使量子阱不容易 被击穿。 做P型欧姆接触的材料一般有两种：

  9. 钨盘 外延片 高能电子轰击 Ni/Au 芯片的制造工艺 步骤5 蒸镀 步骤6 光刻。将P型欧姆接触保护起来。 步骤7 腐蚀。去除多余的欧姆层。 如果是Ni/Au欧姆接触，用KI溶液腐蚀； 如果是ITO欧姆接触，用王水腐蚀； 易出状况：侧壁的欧姆接触如果没有去除干净，容易短路。 步骤8 清洗。去除P型欧姆接触上的胶。用丙酮溶液。 步骤9 合金。通入N2、O2，形成NiO2，Au包在外层。导电层。 10-4Pa高真空下，用高能电子束轰击加热，使Ni/Au材料溶化变成金属蒸气，并在外延片表面沉积。

  10. 蒸镀 光刻胶成楔形 芯片的制造工艺 目的三 做N电极 步骤10 光刻。 步骤11 蒸镀。金属材料Al在上，Ti在下层。 步骤12 剥离。由于半导体胶附着力差，可以用蓝膜直接将胶撕掉。 步骤13 退火。在470℃的高温下，Ti更稳定。

  11. 芯片的制造工艺 目的四 做P电极 目的五 形成SiO2保护层 步骤14 钝化 步骤15 刻蚀。去掉电极上的SiO2。（先光刻，再刻蚀） 步骤16 清洗。去掉钝化层上的光刻胶。

  12. 芯片的制造工艺 • 后道工艺 功能：将做好电极的外延片分割成单一的芯片，依据光学、 电学参数进行挑选。 工艺类别：减薄类、划片类、测试分选类。 流程：磨片——划片——裂片——分选——倒模——包装

  13. 芯片的制造工艺 1、磨片 Al2O3散热性能差，要将450um厚的衬底磨至85um左右，有利于散 热和降低切割负载。 研磨：粗磨用金刚石砂轮打磨；细磨用激光打磨。 抛光：去除因研磨二产生的弯折。

  14. 芯片的制造工艺 2、划片 用激光器先横切，再竖切。划痕18~22um深，6~7um宽。芯片之间间距40~50um。

  15. 裂片机刀片 芯片的制造工艺 3、裂片 设备：裂片机

  16. 芯片的制造工艺 4、分选 分选目的：目前的外延工艺无法实现均匀的外延生长，即外延决 定了芯片的一致性不佳，因此，要进行分类。 LED的分选不可能将光学、电学特性和寿命及可靠性 等所有参数都做，而是按照通常大家所关心的几个关 键参数进行分类分选。

  17. 芯片的制造工艺 分选机外观

  18. 光电参数采集 探针台 测试机主机 ESD电源 恒流源 芯片的制造工艺 分选机结构

  19. 对芯片施加一定大小的电流，使其发光，在芯片发光的过程中测量它的光电参数。对芯片施加一定大小的电流，使其发光，在芯片发光的过程中测量它的光电参数。 并且记录每颗芯片的光电参数和位置。 芯片的制造工艺 测试机的原理

  20. 芯片的制造工艺 不同编号的BＩＮ代表不同的分选数据

  21. 芯片的制造工艺 测试参数 • 电学参数 a.正向电压 Ｖf 单位:伏特(V) b.反向漏电流 Ｉr 单位:安培(A) c.反向电压　 Ｖr 单位:伏特(V) d.抗ESD能力 • 光学参数 a.亮度　　　ＩＶ或ＬＯＰ 单位:坎得拉(cd) b.主波长　　ＷＬＤ 单位:纳米(nm) c.峰值波长　ＷＬＰ 单位:纳米(nm) d.半波宽　　ＨＷ 单位:纳米(nm)

  22. Vfin测试条件：Ifin=10uA Vf测试条件：If=20mA Ir测试条件：Vr=10V 有时工艺要求加测Vr，测试条件： Ir=-10uA 芯片的制造工艺 测试条件

  23. Vf的mapping图 芯片的制造工艺 测试后的mapping图 Iv的mapping图

  24. 芯片的制造工艺 5、倒膜 从分选机上卸下来的bin蓝膜比较小，不便于包装、运输。必须把 芯片放在比较大的、美观的东西上面。 倒膜要倒两次，因为芯片工作是在正面，所以正面不应该接触附 着物，否则会影响光电特性。

  25. 芯片的制造工艺 倒膜后的芯片

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