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详解LED外延芯片工艺流程及晶片分类

近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研究的人员无不全力投入。而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED及激光二级管LD的应用无不说明了III-V族元素所蕴藏的潜能。在目前商品化LED

  近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研讨的人员无不全力投入。而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED&System=%E5%8D%83%E5%AE%B6%E7%BD%91″ target=”_blank” key=”” style=”text-decoration: none; color: rgb(11, 59, 140); transition: color 0.2s ease 0s; -webkit-transition: color 0.2s ease 0s; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: dashed; border-bottom-color: rgb(17, 17, 17);”>LED及激光二级管LD 的运用无不说明晰III-V 族元素所蕴藏的潜能。

  在现在商品化LED 之资料及其外延技能中,赤色及绿色发光二极管之外延技能大多为液相外延成长法为主,而黄色、橙色发光二极管现在仍以气相外延成长法成长磷砷化镓GaAsP 资料为主。

  一般来说,GaN 的成长需要很高的温度来打断NH3 之N-H 的键解,别的一方面由动力学仿真也得知NH3 和MO Gas 会进行反响发生没有挥发性的副产物。

  LED 外延片工艺流程如下:

  衬底 – 结构规划- 缓冲层成长- N型GaN 层成长- 多量子阱发光层生- P 型GaN 层成长- 退火- 检测(光荧光、X 射线) – 外延片;

  外延片- 规划、加工掩模版- 光刻- 离子刻蚀- N 型电极(镀膜、退火、刻蚀) – P 型电极(镀膜、退火、刻蚀) – 划片- 芯片分检、分级

  详细介绍如下:

  固定:将单晶硅棒固定在加工台上。

  切片:将单晶硅棒切成具有准确几许尺度的薄硅片。此进程中发生的硅粉选用水淋,发生废水和硅渣。

  退火:双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片外表和氧气发生反响,使硅片外表构成二氧化硅保护层。

  倒角:将退火的硅片进行修整成圆弧形,避免硅片边际决裂及晶格缺点发生,添加磊晶层及光阻层的平整度。此进程中发生的硅粉选用水淋,发生废水和硅渣。

  分档检测:为确保硅片的规范和质量,对其进行检测。此处会发生废品。

  研磨:用磨片剂除掉切片和轮磨所造的锯痕及外表损害层,有用改进单晶硅片的曲度、平整度与平行度,到达一个抛光进程能够处理的规范。此进程发生废磨片剂。

  清洗:通过有机溶剂的溶解效果,结合超声波清洗技能去除硅片外表的有机杂质。此工序发生有机废气和废有机溶剂。

  RCA清洗:通过多道清洗去除硅片外表的颗粒物质和金属离子。

  详细工艺流程如下:

  SPM 清洗:用H2SO4 溶液和H2O2 溶液按份额配成SPM 溶液,SPM 溶液具有很强的氧化才能,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2 和H2O。用SPM 清洗硅片可去除硅片外表的有机污物和部分金属。此工序会发生硫酸雾和废硫酸。

  DHF 清洗:用必定浓度的氢氟酸去除硅片外表的天然氧化膜,而附着在天然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,一起DHF 按捺了氧化膜的构成。此进程发生氟化氢和废氢氟酸。

  APM 清洗:APM 溶液由必定份额的NH4OH溶液、H2O2 溶液组成,硅片外表因为H2O2 氧化效果生成氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后当即又发生氧化,氧化和腐蚀重复进行,因而附着在硅片外表的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处发生氨气和废氨水。HPM 清洗:由HCl 溶液和H2O2 溶液按必定份额组成的HPM,用于去除硅外表的钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序发生氯化氢和废盐酸。

  DHF清洗:去除上一道工序在硅外表发生的氧化膜。

  磨片检测:检测通过研磨、RCA 清洗后的硅片的质量,不契合要求的则重新进行研磨和RCA 清洗。

  腐蚀A/B:经切片及研磨等机械加工后,晶片外表受加工应力而构成的损害层,一般选用化学腐蚀去除。腐蚀A 是酸性腐蚀,用混酸溶液去除损害层,发生氟化氢、NOX 和废混酸;腐蚀B 是碱性腐蚀,用氢氧化钠溶液去除损害层,发生废碱液。本项目一部分硅片选用腐蚀A,一部分选用腐蚀B。分档监测:对硅片进行损害检测,存在损害的硅片从头进行腐蚀。

  粗抛光:运用一次研磨剂去除损害层,一般去除量在10~20um。此处发生粗抛废液。

  精抛光:运用精磨剂改进硅片外表的微粗糙程度,一般去除量1um以下,然后的到高平整度硅片。发生精抛废液。

  检测:检查硅片是否契合要求,如不契合则重新进行抛光或RCA清洗。

  检测:检查硅片外表是否清洁,外表如不清洁则重新冲洗,直至清洁。

  包装:将单晶硅抛光片进行包装。

  芯片到制造成小芯片之前,是一张比较大的外延片,所以芯片制造工艺有切开这快,便是把外延片切开成小芯片。它应该是LED制造进程中的一个环节。

  LED晶片的效果:

  LED 晶片为LED 的首要原资料,LED 首要依托晶片来发光。

  LED 晶片的组成:

  首要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Si)这几种元素中的若干种组成。

  LED 晶片的分类

  1、按发光亮度分:

  A、一般亮度:R﹑H﹑G﹑Y﹑E 等

  B、高亮度:VG﹑VY﹑SR 等

  C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE 等

  D、不可见光(红外线):R﹑SIR﹑VIR﹑HIR

  E、红外线接收管:PT

  F、光电管:PD

  2、按组成元素分:

  A、二元晶片(磷﹑镓):H﹑G 等

  B、三元晶片(磷﹑镓﹑砷):SR﹑HR﹑UR 等

  C、四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟):SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG

  LED 晶片特性表:

  LED 晶片类型发光色彩组成元素波长(nm)晶片类型发光色彩组成元素波长(nm)

  SBI 蓝色lnGaN/sic 430 HY 超亮黄色AlGalnP 595

  SBK较亮蓝色lnGaN/sic 468 SE 高亮桔色GaAsP/GaP 610

  DBK 较亮蓝色GaunN/Gan 470 HE 超亮桔色AlGalnP 620

  SGL青绿色lnGaN/sic 502 UE 最亮桔色AlGalnP 620

  DGL较亮青绿色LnGaN/GaN 505 URF最亮赤色AlGalnP 630

  DGM 较亮青绿色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635

  PG 纯绿GaP 555 R 赤色GAaAsP 655

  SG规范绿GaP 560 SR 较亮赤色GaA/AS 660

  G绿色GaP 565 HR 超亮赤色GaAlAs 660

  VG 较亮绿色GaP 565 UR 最亮赤色GaAlAs 660

  UG 最亮绿色AIGalnP 574 H高红GaP 697

  Y黄色GaAsP/GaP585 HIR 红外线GaAlAs 850

  VY 较亮黄色GaAsP/GaP 585 SIR 红外线GaAlAs 880

  UYS 最亮黄色AlGalnP 587 VIR 红外线GaAlAs 940

  UY 最亮黄色AlGalnP 595 IR 红外线GaAs 940

  其它:

  1、LED晶片厂商称号:A、光磊(ED) B、国联(FPD)C、鼎元(TK)D、华上(AOC)E、汉光(HL) F、AXT G、广稼。

  2、LED 晶片在出产运用进程中需注意静电防护。

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