[精选]LED制造工艺.pptx

《[精选]LED制造工艺.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、LED制造工艺LED生产工艺固体类型无定形（非晶）、多晶、单晶晶体的特点：组成晶体的原子按一定方式有规则排列有固定的熔点Si(硅):1420℃Ge(锗):941℃单晶具有方向性：各向异性单晶区域（晶粒）晶界pn结的制造三种方法生长结法,合金法和平面工艺。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。前段工序的第一步是制造半导体晶圆。发光二极管所用的材料决定

2、了发射光的颜色。（1）用CZ法直拉单晶制造法得到掺有杂质的所选材料的硅锭直拉单晶制造法（Czochralski，CZ法）是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。发光二极管的制造过程大体可分为三个阶段：前段、中段、后段(也称为上游、中游、下游)。前段工序主要完成晶圆制造和外延生长，中段工序主要包括研磨、蒸镀、光刻、切割等过程，后段工序则是根据不同的需要把LED封装成各种形式。芯片数

3、激发源发光材料发光原理1蓝色LEDInGaN/YAGInGaN的蓝光与YAG的黄光混合成白光蓝色LEDInGaN/荧光粉InGaN的蓝光激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光蓝色LEDZnSe由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发出的黄光混色成白光紫外LEDInGaN/荧光粉InGaN的紫外激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光2蓝色LED黄绿LEDInGaN、GaP将具有补色关系的两种芯片封装在一起，构成白色LED3蓝色LED绿色LED红色LEDInGaNAlInGaP将发三原色的三种小片封装在一起，构成白色LED多个多种光色的LEDInGaN、GaPAlInG

4、aP将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起，构成白色LED然后对硅锭进行整形处理，包括去掉两端、径向研磨、制作定位边或定位槽。（2）整形处理完成后，硅锭进行切片，晶圆片的厚度大约是0.2—0.3mm左右，接着进行磨片和倒角除去晶圆表面损伤和边缘裂缝。为了消除晶圆表面损伤，还可以采用化学刻蚀技术去除硅片表面损伤和沾污。（3）清洗，制造完成的晶圆必须经过严格的化学及超声波清洗，这个过程可以去除抛光后晶圆表面可能存在的污垢、尘埃或有机物，晶圆表面洁净程度越高，将来制成的LED的性能才能越好。（4）晶圆(或称衬底材料)制造完成后，进行外延生长。外延就是

5、在衬底上淀积一层薄的单晶层，新淀积的这层称为外延层。以GaAs为例，根据制程的不同，外延可分为液相外延(LPE)、有机金属气相外延(MOCVD)以及分子束外延(MBE)。LPE的技术层次较低，主要用于一般发光二极管的外延生长，而MBE的技术层次较高，容易生长极薄的外延层，且纯度高、平整性好，但量产能力低，外延生长速度慢。MOCVD除了纯度高、平整性好，量产能力及外延生长速度都比MBE快，因此现在大都以MOCVD生产。外延的具体过程是:首先将GaAs衬底放入有机化学气相沉积炉，通入Ⅲ、Ⅱ族金属元素的烷基化合物(甲基或乙基化合物)蒸气与非金属(Ⅴ

6、、Ⅵ族元素)的氢化物(或烷基物)气体，在高温下，发生热解反应，生成Ⅲ-Ⅴ或Ⅱ-Ⅵ族化合物淀积在衬底上，生长出一层厚度仅几微米的化合物半导体外延层。长有外延层的GaAs片就是常说的外延片。外延片经过芯片加工后，通电就能发出颜色很纯的单色光，如红色、黄色等。不同的材料、不同的生长条件以及不同的外延层结构都可以改变发光颜色和亮度。上游成品(外延片)完成后，进行中游制造。中段工序主要由以下工艺流程构成：经过半切的圆片上形成了一个个的小格，即芯片，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规

7、格的产品。中游成品完成后进入后段工序，把LED管芯进行封装。封装就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。LED封装过程目前，LED常用的封装形式有引脚式封装(DIP)、表面贴装封装(SMD)、功率型LED封装(HIGHPOWER)，其中DIP封装有时也称为Lamp-LED封装。图8-43所示为LED封装的主要流程简图，其中晶片、银胶、绝缘胶、支架、模条、胶水是封装使用的主要原

8、物料，固晶、焊线、灌胶、测试是LED封装的主要制程。几个主要的环节扩晶扩晶的目的就是将粘贴芯片的膜进行扩张从而增大芯片间的距离。由于划片以后，LED芯片排列得较为紧