外延片的制造过程
外延片的生长工艺有很多流程,需要很多高菁尖设备,生长出来的外延片直接决定了 LED 的波长、亮度、正向电压等主要的光电参数。外延片的生长基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石、SiC 碳化硅、Si 硅)上,气态物质 In Ga Al P(铟 家 铝 磷) 有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。
目前主要的外延片衬底材料有蓝宝石、碳化硅
led芯片批发
外延片的制造过程
外延片的生长工艺有很多流程,需要很多高菁尖设备,生长出来的外延片直接决定了 LED 的波长、亮度、正向电压等主要的光电参数。外延片的生长基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石、SiC 碳化硅、Si 硅)上,气态物质 In Ga Al P(铟 家铝 磷) 有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。
目前主要的外延片衬底材料有蓝宝石、碳化硅和硅。不同的衬底材料有不同的光电特性,价格差别也很大。外延片制造过程如下:
先把晶棒切片,切片需要注意晶面的结晶方向、晶片的厚度、晶面的斜度和曲度;切片后为了防止晶片边缘碎裂、防止热应力集中以及增加外延层的平坦度 需要把晶边磨圆,然后还需要蚀刻(shí kè),蚀刻的目的在于把前面机械加工所造成的损伤给去掉,蚀刻需要用到晶片研磨机;下一步需要将晶片置于炉管中施以惰性气体加热30分钟至一小时,再在空气中冷却,可以将所有氧杂质去除,这样晶片的电性(阻值)仅由载流子杂质来控制,从而稳定电阻,这一步需要使用到高温热处理设备;然后使用抛光机再给晶片抛光;再然后就是使用晶片清洗机来清洗晶片,用RCA溶液(双i氧水+氨水或又氧水+盐酸),将前面工序所形成的污染清除,蕞后在无尘环境中严格检查晶片表面的洁净度、平坦度确保符合规格要求,蕞后包装到特殊的容器中保存。
什么是LED芯片呢?它有什么特点呢?
LED芯片制造主要是为了制造有效可靠的低欧姆接触电极,并能满足可接触材料之间较为小的压降及提供焊线的压垫,同时尽可能的多地出光。
渡膜工艺一般用真空蒸镀方法,4Pa高真空下,用电阻加热或电子束轰击加热方法使材料熔化,并在低气压下BZX79C18变成金属蒸气沉积在半导体材料表面。
一般所用的P型接触金属包括AuBe、AuZn等合金,N面的接触金属常采用AuGeNi合金。
镀膜后形成的合金层还需要通过光刻工艺将发光区尽可能多地露出来,使留下来的合金层能满足有效可靠的低欧姆接触电极及焊线压垫的要求。
光刻工序结束后还要通过合金化过程,合金化通常是在H2或N2的保护下进行。
合金化的时间和温度通常是根据半导体材料特性与合金炉形式等因素决定。
当然若是蓝绿等芯片电极工艺还要复杂,需增加钝化膜生长、等离子刻蚀工艺等。
LED芯片的制造工艺流程
LED芯片的制造工艺流程:
外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。
其实外延片的生产制作过程是非常复杂的,在展完外延片后,下一步就开始对LED外延片做电极(P极,N极),接着就开始用激光机切割LED外延片(以前切割LED外延片主要用钻石刀),制造成芯片后,在晶圆上的不同位置抽取九个点做参数测试:
1、主要对电压、波长、亮度进行测试,能符合正常出货标准参数的晶圆片再继续做下一步的操作,如果这九点测试不符合相关要求的晶圆片,就放在一边另外处理。
2、晶圆切割成芯片后,的目检(VI/VC),操作者要使用放大30倍数的显微镜下进行目测。
3、接着使用全自动分类机根据不同的电压,波长,亮度的预测参数对芯片进行全自动化挑选、测试和分类。
4、蕞后对LED芯片进行检查(VC)和贴标签。芯片区域要在蓝膜的中心,蓝膜上蕞多有5000粒芯片,但必须保证每张蓝膜上芯片的数量不得少于1000粒,芯片类型、批号、数量和光电测量统计数据记录在标签上,附在蜡光纸的背面。
LED芯片行业发展总结
1. 供过于求状态或将持续
经
LED芯片行业大洗牌,海外企业与国内二三线芯片厂商产能逐步收缩,国内大厂将依靠资金、技术、规模优势继续大规模扩产高i端产能,LED芯片产能逐步释放,若无明显的需求爆发拉动,供过于求状态或将持续。
2. 优化传统LED芯片业务
对于传统通用照明产品毛利率的降低,各家企业将持续优化产品性能、提升可靠性和良率等,以降成本为目标。此外,高附加值、高毛利产品比重将提升。
3. 企业走差异化路线
各大企业将寻找新增长点,走差异化路线:一是加强Mini/Micro LED、UV LED、VCSEL等新兴市场产品的开发,提升高i端产品的营收占比;二是或将重芯转至化合物半导体领域,深化GaAs和GaN材料的研究和应用。
(作者: 来源:)