LED晶片制程(ppt文档).ppt
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1、LED芯片制程 晶粒的制作不是确定的,更不是唯一的。选择什么样的制程与很多因素都有关,包括生产的环境、条件、成本、设备等。每种制程都有它自已的优点和缺点,如何根据企业自身的特点来选择一种质量好,成本低,损坏小的制程,是需要不断努力思考的问题。前言前言晶粒制程晶粒制程前工艺外延片外延片后工艺IPQCFQC检检查查外外延延片片(表表面面平平整整度度、MESAITOP&N PadSiO2检检查查外外观观及及电电性性研磨、切割研磨、切割点测分选点测分选目检、标签目检、标签检检查查外外观观、电电性性、数数量量厚厚度度均均匀匀性性等等)检测外延片检测外延片主要可以从以下几方面来检查外延片:表面的平整度厚度
2、的均匀性径向电阻的分布检测外延片的目的,是要根据检测的外延片的电性参数和光学参数确定要将该wafer做成chip的规格(9*9mil、12*12mil等小功率规格,或者是40*40mil、60*60mil等大功率规格)。确定好规格后就可以选择合适规格的掩膜版,进行晶粒制程的前工艺制程中的光刻。1mil密耳=1/1000inch=0.00254cm=0.0254mm 前工艺制程前工艺制程 前工艺主前工艺主要工作就是在外延片上做成一颗颗晶要工作就是在外延片上做成一颗颗晶粒。简单的说就是粒。简单的说就是Chip On Wafer的制程。利用光的制程。利用光刻机、掩膜版、刻机、掩膜版、ICP(电感耦合
3、等离子光谱发生仪电感耦合等离子光谱发生仪)、蒸镀机等设备制作图形,在一个)、蒸镀机等设备制作图形,在一个2英寸的英寸的wafer片上做出几千片上做出几千上万颗连在一起的晶粒。上万颗连在一起的晶粒。前工艺制程的制作方法前工艺制程的制作方法光刻光刻(photolirhography)蚀刻蚀刻(Etching)蒸镀蒸镀(Evaporation)剥离剥离(Lift-off)前工艺l 光刻技术是指在光照作用下,借助光致抗蚀剂(又名光刻胶)将掩膜版上的图形转移到基片上的技术。l 其主要过程为:首先紫外光通过掩膜版照射到附有一层光刻胶薄膜的基片表面,引起曝光区域的光刻胶发生化学反应;再通过显影技术溶解去除曝
4、光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶,后者称负性光刻胶),使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上;上;最后利用刻蚀技术将图形转移到基片上。光刻光刻光刻1、光刻过程、光刻过程(以正胶为例)(以正胶为例)光刻光刻2、光刻胶、光刻胶(PR)用光化学方法获得的、能抵抗住某种蚀刻液或电镀溶液浸蚀的感光材料。光刻光刻胶光刻胶(PR)正胶:曝到光的地方易溶解于显影液正胶:曝到光的地方易溶解于显影液 负胶:曝到光的地方不易溶解于显影液负胶:曝到光的地方不易溶解于显影液UV光刻胶光刻胶maskSubstrateN-GaNP-GaNSubstrateN-GaNP-GaN正胶
5、曝光正胶曝光显影后的效果显影后的效果SubstrateN-GaNP-GaN负胶曝光负胶曝光显影后的效果显影后的效果光刻光刻3、光刻演示、光刻演示前工艺方法前工艺方法蚀刻蚀刻1、分类、分类干法蚀刻干法蚀刻(dry ecthing)湿法蚀刻湿法蚀刻(wet ecthing)SubstrateN-GaNP-GaNITOPRITOSubstrateN-GaNP-GaNITOITOITO蚀刻液蚀刻液 湿法蚀刻湿法蚀刻(侧壁剖面(侧壁剖面 有变形)有变形)(将前制程所沉积的薄膜,把没有被光阻所覆盖或保护的部分,(将前制程所沉积的薄膜,把没有被光阻所覆盖或保护的部分,以物理或者化学的方法加以去除,以完成转移
6、光罩上面的图案到以物理或者化学的方法加以去除,以完成转移光罩上面的图案到waferwafer。)。)SubstrateN-GaNP-GaNITO 干法蚀刻干法蚀刻(侧壁剖面(侧壁剖面 无变形)无变形)离子轰击离子轰击2、干法刻蚀与湿法刻蚀相比的优缺点:优点:优点:1、干法刻蚀的剖面是各向异性的,具有好的侧壁控制;2、干法刻蚀有最好的关键尺寸的控制;3、干法刻蚀有最小的PR脱落和粘附问题;4、好的片内、片间以及批次间的刻蚀均匀性;5、较低的化学制品使用和处理费的问题;缺点:缺点:干法刻蚀的设备比较昂贵蚀刻蚀刻ICP耦合式电浆化学蚀刻机耦合式电浆化学蚀刻机 在高真空条件下(3-30m Torr),
7、由改变射频偏差使电子轰击程度不同,电感耦合的射频作用在陶瓷盘上形成1011-1012ions/cm3的高密度等离子体。(等离子体轰击)RIE反应离子蚀刻机反应离子蚀刻机 蚀刻速率约5微米/分钟,剖面由聚合物气体控制。区别:区别:RIE是单一的射频源,无法实现适当刻蚀速率下的低损伤刻蚀,工作气压高,不利于控制刻蚀形貌,等离子体密度低,无法获得高刻蚀速率。ICP是两个独立的射频源,可以实现高速率和低损伤刻蚀,工作气压低,利于控制形貌,等离子体密度高。蚀刻蚀刻前工艺方法前工艺方法ITOCrPtAuSiO2MESAd1表面清洗表面清洗王水(去铟球)QDR ACE IPA QDR Hot N2光刻光刻P
8、R厚度测试厚度测试台阶仪台阶仪ICP刻蚀刻蚀刻蚀深度测量刻蚀深度测量台阶仪台阶仪UVd d1 1SubstrateN-GaNP-GaN光刻胶光刻胶mask光刻胶清洗光刻胶清洗:去胶液(新/旧)ACE(新/旧)IPA DI Water 扫胶机BOE QDR+甩干匀胶匀胶(涂布机涂布机)正胶正胶烘片烘片(恒温热板炉)(恒温热板炉)曝光曝光(曝光机曝光机)t=80/光强光强显影显影(显影化学台显影化学台)d2SubstrateN-GaNP-GaN表面清洗表面清洗 酸性清洗机(酸性清洗机(扫胶扫胶 BOEBOE QDRQDR甩干)甩干)蒸镀蒸镀ITO ITO(ITOITO)电子束蒸发台)电子束蒸发台I
9、TOITO蚀刻蚀刻光刻光刻匀胶匀胶(涂布机涂布机)正胶正胶烘片烘片(恒温热板炉恒温热板炉)曝光曝光(曝光机曝光机)t=60/)t=60/光强光强显影显影(显影化学台显影化学台)合金前、后穿透率测试合金前、后穿透率测试合金前、后片电阻测试合金前、后片电阻测试光刻胶去除光刻胶去除 酸性溶剂清洗机酸性溶剂清洗机扫胶、清洗扫胶、清洗 等离子去胶机等离子去胶机/冲洗甩干机冲洗甩干机 (流程同MESA光刻胶清洗)合金合金-1(ITO)高温合金炉高温合金炉UVITOPRITOmaskPR表面清洗表面清洗有机溶液清洗机(有机溶液清洗机(ACEDip IPA QDR Hot N2)蒸镀蒸镀CrPtAuCrPtA
10、u电子束蒸发台电子束蒸发台光刻光刻匀胶匀胶(涂布机涂布机)负负胶胶烘片烘片(恒温热板炉恒温热板炉)曝光曝光(曝光机曝光机)显影显影(显影化学台显影化学台)Lift off金属剥离,蓝膜金属剥离,蓝膜扫胶、清洗扫胶、清洗等离子去胶等离子去胶/机冲洗甩干机机冲洗甩干机合金合金-2高温合金炉高温合金炉P&N PAD 扫胶、清洗扫胶、清洗等离子去胶机等离子去胶机/冲洗甩干机冲洗甩干机SubstrateN-GaNP-GaNmaskUVITOBlue tapeITOITOGrPtAuSubstrateN-GaNP-GaNITOITOITOITO淀积淀积SiOSiO2 2等离子体气相淀积仪等离子体气相淀积仪
11、光刻光刻SiO2刻蚀刻蚀有机溶液清洗机有机溶液清洗机光刻胶去除光刻胶去除酸性溶液清洗机酸性溶液清洗机(去胶液(新(去胶液(新/旧)旧)ACEACE(新(新/旧)旧)IPA DI WaterIPA DI Water)匀胶匀胶(涂布机涂布机)负负胶胶烘片烘片(恒温热板炉恒温热板炉)曝光曝光(曝光机曝光机)显影显影(显影化学台显影化学台)SIO2UVmask光刻胶使用正胶还是负胶,也是具有选择性的。要根据正、负光刻胶的性质(正胶容易去掉但厚度不够,不宜用于做剥离;负胶不容易去掉但厚度好,可以做剥离。)以及制程工艺的方便、经济等原则来选择。前工艺后进入中测系统中测系统-IPQCIPQCIPQC(In-
12、Process Quality Control)1 1、外观检测、外观检测这一片前工艺做的较好的wafer。芯片P、N极的颜色较好,ITO均匀并且无伤痕,保护电极的SiO2也未见明显脱落。IPQCIPQC有两个主要作用有两个主要作用:1、利于生管下单;2、给外延以反馈。1 1)贴膜测试:)贴膜测试:由于白膜的粘附性更好,所以用白膜去做贴膜测试。若掉电极的面积大于Pad的3%,则Rework.IPQC(In-Process Quality Control)2 2、对电极附着力的检测、对电极附着力的检测IPQC(In-Process Quality Control)2 2)电极拉力测试:)电极拉力
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