芯片工艺

LED芯片工艺时强2017.12.25HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYLED行业架构电流阻挡层台阶刻蚀电流扩散层金属电极钝化层前道制程工艺流程光刻、黄光工艺ICP、RIESPUTTERITOE-beam蒸镀PECVDSiO2ChiponWafer(COW)研磨点测分选质检、老化激光切割后道制程工艺流程ChiponTape(COT)外延MOCVD生长2寸、4寸蓝宝石衬底、红光、蓝光、紫光等封装应用、成品上游中游下游HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY概要•1、前道•2、后道•3、LED芯片结构：正装、倒装（filp-chip）、垂直（Vertical）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY光刻工艺简介光刻板绘制软件：老师推荐：CleWin3企业用：L-edit对半导体晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)进行开孔，图形化处理，以便进行杂质的定向加工。1、正装LED芯片前道工艺电流阻挡层台阶刻蚀电流扩散层金属电极钝化层前道制程工艺流程(FrontEnd)1.开片清洗2.电流阻挡层沉积3.光刻-14.电流阻挡层湿法蚀刻5.去胶1.电流扩散层前酸洗2.电流扩散层沉积3.光刻-21.光刻-32.电流扩散层湿法蚀刻-开窗3.去胶1.光刻-4(N)2.金属前酸洗3.金属蒸镀1.钝化层沉积2.光刻-53.钝化层干法刻蚀4.去胶ChiponWafer(COW)4.撕金4.电流扩散层退火4.电流扩散层湿法蚀刻5.台阶刻蚀6.去胶5.去胶5.抽测HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY蓝宝石n-GaNp-GaNMQW丙酮（ACE）+异丙醇（IPA）+SPM：硫酸与双氧水（H2O2）、水按5:1:1的比例配置，作为SPM溶液。开片清洗（清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY开片清洗Plasma：SiH4+N2OSiO2蓝宝石n-GaNp-GaNMQWCBL沉积（等离子区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYPECVD蒸镀SiO2CBL:CurrentBlockingLayer，电流阻挡层，一般材料为二氧化硅(SiO2)，不导电。光刻板做光罩紫外光显影液蓝宝石n-GaNp-GaNMQWCBL光刻（黄光区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第一道光刻（CBL）-正胶BOE:HF+NH3·HF去胶液+ACE+IPA蓝宝石n-GaNp-GaNMQWCBL刻蚀（清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第一次刻蚀：CBL刻蚀BOE：BufferOxideEtching，刻蚀缓冲溶液，是由氢氟酸(HF)与氨水(NH3)混合，一般为1:6，刻蚀速率为20nm/min，主要用于刻蚀SiO2HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY显微镜下图形CBLP-GaNITOITO(氧化铟锡)蓝宝石n-GaNp-GaNMQWITO沉积（蒸镀区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY蒸镀ITOITO:IndiumTinOxide，氧化铟锡，是一种透明且可以导电的薄膜，用来做电流扩散层；紫外光显影液蓝宝石n-GaNp-GaNMQW光罩MESA光刻（黄光区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第二道光刻（ITO）-正胶ITO刻蚀液:HCl+FeCl3蓝宝石n-GaNp-GaNMQWITO刻蚀（清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第二次刻蚀：ITO刻蚀ITO退火蓝宝石n-GaNp-GaNMQWPlasma：Cl2+BCl3orCl2+Ar去胶液+ACE+IPAMESA刻蚀（等离子区+清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第三次刻蚀：MESA（台阶）ITO热退火，改善ITO的电阻和透过率，增强电流扩展。HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY显微镜下图形N-GaNITOCBL蓝宝石n-GaNp-GaNMQW光罩紫外光显影液ITO开窗光刻（黄光区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第三道光刻ITO开窗-正胶蓝宝石n-GaNp-GaNMQWITO刻蚀液:HCl+FeCl3去胶液+ACE+IPAITO开窗刻蚀（清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第四次刻蚀：ITO开窗蓝宝石n-GaNp-GaNMQW紫外光显影液光罩金属光刻（黄光区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第四次光刻电极(Pad)-负胶蓝宝石n-GaNp-GaNMQW金属(铬+钛+铝)金属沉积（蒸镀区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY蒸镀PAD蓝宝石n-GaNp-GaNMQW去胶液+ACE+ACE蓝膜撕金（清洗区）由于金属电极与光刻胶粘附性差，因此光刻胶顶部的金属会被蓝膜粘走。HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY撕金、去胶HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY显微镜下图形N-PadP-PadITON-GaN蓝宝石n-GaNp-GaNMQW所需气体：SiH4（硅烷）+N2O（笑气）Passivation沉积（等离子区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYPECVD蒸镀钝化层SiO2蓝宝石n-GaNp-GaNMQW紫外光显影液光罩Passivation光刻（黄光区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第五道光刻：钝化层-正胶蓝宝石n-GaNp-GaNMQWBOE溶液去胶液+ACE+IPAPassivation刻蚀（清洗区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第五次刻蚀钝化层蓝宝石n-GaNp-GaNMQWMQWPassivationSiO2金属P电极金属N电极CBLSiO2ITOHEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY正装芯片工艺完成HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY显微镜下图形完成芯片制作，ChiponWafer(COW)不同的版图设计，提高电流传输、扩展以及增大发光面积。HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY前道工艺汇总研磨激光划片点测分选QC/COT1.上蜡1.人工/自动目检2.计数/标签结束划裂蓝膜翻转蓝膜扩张人工/自动目检后道制程工艺流程（BackEnd）ChiponTape(COT)2.研磨4.去蜡3.抛光HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2、正装LED芯片后道工艺蓝宝石n-GaNp-GaNMQW研磨+抛光减薄（研磨区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY上蜡研磨底部蓝宝石衬底n-GaNp-GaNMQW激光划片劈刀裂片划裂（划裂区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY激光切割AA0234YBBT18AA0234YBBT18AA0234YBBT18切割从晶片正面劈裂，劈开后晶粒完全分开裂片激光切割后的切割线划裂（划裂区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY激光切割HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY显微镜下图形分离的一粒粒LED芯粒单颗芯片COT：ChipOnTapen-GaNp-GaNMQW点测（点测区）+-检测的电性最主要包括有：1，Vf(正向电压，电流为20mA时的电压)2，Iv(亮度，电流为20mA时的亮度)3，Wd(波长，电流为20mA时的光照波长)4，Ir(逆向电流，施加反向7V电压时的电流)5，Vz(逆向电压，施加反向10μA电流时的电流)6，ESD(抗静电能力)HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYLED芯粒点测分选（分选区）HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY芯粒分选ChiponTape(COT)HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY3.倒装、垂直芯片在ITO上SputterAg，做反射镜，之后sputterTiW保护Ag，防止氧化。垂直工艺：晶片键合，将加工后的P-GaN面与Si片利用金锡合金键合。激光剥离，剥离N-GaN面蓝宝石衬底。HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY激光剥离HEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY激光剥离Thanksyou！&MerryChristmas！