LED芯片制程工艺培训课件

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1、蓝宝石工艺制程培训资料蓝宝石工艺制程培训资料25 25 四月四月 2024 2024 LED：Light Emitting Diode的简称，即发光二极管，是一种将电转化为可见光的物质，其核心是PN结，当P区的空穴和N区的电子复合，将多余的电势能以辐射光子的形式释放出来。LED芯片分二元，三元，四元芯片的主要是看：所用的材料里含几种元素两个元素，称二元片（GaP磷化镓）,三个元素称三元片（GaAlAs 镓铝砷），四个元素称四元片（InGaAsP 磷化铝铟镓），现目前LED主要使用四元片半导体介绍：P型 空穴 N型 电子 PN结 厚度约为10-7 m E=通电后，电子、空穴复合 发光跟材料有关系

2、能带工程，大原子结合能带小如InSn、GaP、GaAs 小原子结合能带大如GaN、AlGaN+一 载流子PN+一一一一 h=h c供体硅光发射的电子跃迁25 25 四月四月 2024 2024蓝宝石产品介绍25 25 四月四月 2024 2024PSS蓝宝石衬底图片25 25 四月四月 2024 2024主要产品图像展示7*910*2312*13图片解析1、尺寸大小不同2、图形不同光刻版的选择光刻版的选择1023多一层互补SIO225 25 四月四月 2024 2024芯片结构芯片结构N电极电极P电极电极沟槽沟槽ITO铟锡氧化物半导体透明导电膜扩流层上：上：SIO2下：下：N-GaNP-GaN

3、SIO2圈圈ITO圈圈互补SIO2层SI02氧化硅氧化硅SIO2ITO铟锡氧化物ITOGaN缓冲层缓冲层MQW量子阱AlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SI02互补SIO2层俯视图一俯视图二切面图三25 25 四月四月 2024 20247*9制程工艺流程制程工艺流程外延片清洗外延片清洗去胶、清洗去胶、清洗去胶、清洗去胶、清洗SiO2沉积沉积下游下游 封装封装外延片清洗外延片清洗ITO蒸镀蒸镀ITO光刻（甩胶、曝光刻（甩胶、曝光、显影）光、显影）ITO腐蚀腐蚀ITO合金合金N光刻（甩胶、曝光、光刻（甩胶、曝光、显影）显影）ICP刻蚀刻蚀SiO2腐蚀腐蚀P/N电极蒸镀电极蒸镀金属剥离

4、金属剥离COW测试测试研磨（减薄、抛光）研磨（减薄、抛光）划片、裂片划片、裂片点测点测中游成品中游成品SiO2光刻（甩胶、曝光刻（甩胶、曝光、显影）光、显影）手选手选25 25 四月四月 2024 2024公司采用的外延衬底片分公司采用的外延衬底片分公司采用的外延衬底片分公司采用的外延衬底片分2 2种：种：种：种：平面衬底、平面衬底、平面衬底、平面衬底、PSSPSS衬底衬底衬底衬底外延片的区别方式：外延片的区别方式：外延片的区别方式：外延片的区别方式：平面外延片目测比较透，平面外延片目测比较透，平面外延片目测比较透，平面外延片目测比较透，PSSPSS目测颜色偏深目测颜色偏深目测颜色偏深目测颜色

5、偏深 平面外延片镜检下无图形，平面外延片镜检下无图形，平面外延片镜检下无图形，平面外延片镜检下无图形，PSSPSS于于于于500500倍下有图形倍下有图形倍下有图形倍下有图形 平面外延片号后缀平面外延片号后缀平面外延片号后缀平面外延片号后缀-BF-BF，PSSPSS的后缀的后缀的后缀的后缀-PF-PF1、外延片的认识、外延片的认识PSS外延片外延片500倍正常表面倍正常表面平面外延片平面外延片500倍正常表面倍正常表面蓝宝石目测体蓝宝石目测体25 25 四月四月 2024 20241、外延片清洗、外延片清洗GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN设备：清洗机台 甩干机 超声器工艺

6、：丙酮超声5min，无水乙醇超声2min，冲DI水，BOE泡5min，冲水甩干目的：杂质会影响光刻及镀膜等工艺的质量，导致显影不良或接触不牢。25 25 四月四月 2024 20242、ITO蒸镀蒸镀InGaN MQWp-GaN(Mg)0.3mp-AlGaN(Mg)0.02-0.15mGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITO设备：富临蒸发台工艺：真空度：3.0e-6Torr，温度310，005程序，蒸镀时每个行星盘搭蒸1片BK7测试参数：BK7玻璃T%90%，方块RS10欧姆25 25 四月四月 2024 20243、ITO光刻光刻-甩胶甩胶InGaN MQWp-GaN(M

7、g)0.3mp-AlGaN(Mg)0.02-0.15mGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶设备：甩胶机 烘箱工艺：手动甩胶：正胶、前烘 100 20min 自动甩胶：粘胶剂、正胶、前烘 100 20min注意项：注意项：1、光刻需注意甩胶时外延片与甩胶头之间不能偏移太多，否则会导致光刻胶甩不均匀，直接影响曝光显影；、光刻需注意甩胶时外延片与甩胶头之间不能偏移太多，否则会导致光刻胶甩不均匀，直接影响曝光显影；2、前烘温度时间一定要控制好，不能变化，否则会导致光刻胶太软或太硬，影响曝光显影；、前烘温度时间一定要控制好，不能变化，否则会导致光刻胶太软或太硬，影响曝光显影

8、；3、对版容易出现失误，导致对偏、破胶、显影不干净等不良现象，所以对版后需要进行仔细检验、对版容易出现失误，导致对偏、破胶、显影不干净等不良现象，所以对版后需要进行仔细检验;4、显影液温度和更换频率也会影响显影，故亦需进行监控、显影液温度和更换频率也会影响显影，故亦需进行监控ITO25 25 四月四月 2024 20243.2 ITO光刻光刻-曝光曝光GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶ITO设备：尼康曝光机25s、ABM曝光机15s工艺：手动曝光：光刻版：LP-0709A-2E 自动曝光：光刻版：LP-LBS-0709C-2A-1010 ，坚膜110 10min

9、25 25 四月四月 2024 20243.3 ITO光刻光刻-显影显影GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN工艺：90s，每次只显25片ITO光刻胶光刻胶25 25 四月四月 2024 20244、ITO腐蚀腐蚀GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN工艺：腐蚀前过氧100s，浸泡稀释王水前放置5min再泡12分钟（王水配比：HCl：HNO3：H2O=2：1：2）过氧目的：原理是氧等离子和光刻胶反应生成气态的CO2和H2O2，便于后面工序去除光刻胶。（光刻胶在显影后会留下一层底膜，这层底膜粘在金属上会影响腐蚀的均匀性，有时甚至有底膜的区域很难腐蚀动。）光刻胶光刻

10、胶ITOITO25 25 四月四月 2024 20244.2 ITO去胶去胶工艺：85度去胶液泡10min，80度去胶液泡10min，冲水，甩干，过氧120sITOGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITO25 25 四月四月 2024 20245、ITO合金合金GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶设备：聚智合金退火炉 P001上管工艺：560度合金20min（543/550/576）N2流量开（同ITO BK7玻璃一起合金）注意项：合金操作时不能用橡胶手套，防止因温度过高使橡胶手套熔化而污染；合金时合金炉内测温为合金操作时不能用橡胶手套，防止因

11、温度过高使橡胶手套熔化而污染；合金时合金炉内测温为550，氧气和氮气流量是否符合要，氧气和氮气流量是否符合要求（求（PV值是否达到值是否达到SV值值）。）。ITO25 25 四月四月 2024 2024设备：甩胶机工艺参数：正胶 P5程序 1000转/分 10秒、3500转/分 20秒6、N区光刻区光刻甩胶甩胶GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOITO光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶25 25 四月四月 2024 2024设备：ABM曝光机工艺参数：手动曝光：前烘 100 20分，光刻版LP-0709A-1A，曝光17s，不坚膜，整片甩干 自动曝光：光刻版LP-LBS-0709

12、C-1A-1010，坚膜11010min测试：测前三片胶厚的中心点，胶厚度2.90.3um注意项：刻蚀应该也会对胶有损伤，所以胶的厚度要大于刻蚀厚度6.2 N区光刻区光刻曝光、显影曝光、显影GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOITO光刻胶光刻胶25 25 四月四月 2024 20247、ICP刻蚀刻蚀干法蚀刻：利用射频电源使反应气体生成高德活性电子和离子，对规衬底实施轰击，以选择性的去处需要去除的部位。干法蚀刻：利用射频电源使反应气体生成高德活性电子和离子，对规衬底实施轰击，以选择性的去处需要去除的部位。干法蚀刻：利用射频电源使反应气体生成高德活性电子和离子，对规衬底实

13、施轰击，以选择性的去处需要去除的部位。干法蚀刻：利用射频电源使反应气体生成高德活性电子和离子，对规衬底实施轰击，以选择性的去处需要去除的部位。湿法蚀刻：使用特定的溶液与薄膜间进行化学反应，腐蚀掉未贴有光刻胶的部位。湿法蚀刻：使用特定的溶液与薄膜间进行化学反应，腐蚀掉未贴有光刻胶的部位。湿法蚀刻：使用特定的溶液与薄膜间进行化学反应，腐蚀掉未贴有光刻胶的部位。湿法蚀刻：使用特定的溶液与薄膜间进行化学反应，腐蚀掉未贴有光刻胶的部位。GaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：爱发科ICP、牛津ICP干蚀刻工艺：GaN ETCH-TS程序ITOITO光刻胶光刻胶25 25 四

14、月四月 2024 20247.2 ICP刻蚀刻蚀-去胶去胶GaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN工艺：85度去胶液泡10min，80度去胶液泡10min，冲水，甩干，过氧120s测试：取三片中心点测GaN深度，刻蚀深度：110002000埃ITOITO8、SIO2沉积沉积SI02SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：PEVCD工艺：260，TS-SIO2-100712，沉积时每RUN放一硅片测试：SIO2厚度标准：1100200埃注意事项：注意事项：生长前确保晶片上无水迹及其他污染，操作时不能戴乳胶手套或一次

15、性手套，防止由于温度过高使上述手套熔化而污染晶片生长前确保晶片上无水迹及其他污染，操作时不能戴乳胶手套或一次性手套，防止由于温度过高使上述手套熔化而污染晶片注意清洗炉次和维护保养。注意清洗炉次和维护保养。25 25 四月四月 2024 202425 25 四月四月 2024 20248.2 SIO2光刻光刻 甩胶甩胶设备:甩胶机工艺参数：正胶 前烘 100 20m SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02SI0225 25 四月四月 2024 20248.3 SIO2光刻光刻 曝光曝光光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶SI02S

16、IO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备:曝光机工艺参数：曝光15s 25 25 四月四月 2024 20248.4 SIO2光刻光刻 曝光、显影曝光、显影设备:曝光机工艺参数：曝光15s SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI0225 25 四月四月 2024 20248.5 SIO2光刻光刻 腐蚀腐蚀设备:清洗机台工艺参数：浸泡BOE 60s 冲水 甩干 SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2S

17、I02SI0225 25 四月四月 2024 20249、金属蒸镀、金属蒸镀Cr：200A（铬）（铬）Pt：1500A（铂）（铂）Au：10000A（金）（金）设备:蒸发台工艺：真空度4.0e-4Pa，冷蒸；程序名：TS-Cr-Pt-Au（Cr：200，Pt：1500，Au：10000A）SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02光刻胶光刻胶SI02Cr/Pt/Au25 25 四月四月 2024 202410、金属剥离、金属剥离设备:清洗机工艺参数：丙酮超声3min，晾干后蓝膜拉，85度去胶液泡10min，80度去胶液泡10min，冲水

18、，甩干，过氧10minSI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02光刻胶光刻胶SI0225 25 四月四月 2024 202411、去胶、清洗、去胶、清洗设备:清洗机工艺：测试：每炉测3片中心点厚度，厚度标准：95001000埃）SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SI0225 25 四月四月 2024 202412、前制程点测、前制程点测前制程点测分两步进行：前制程点测分两步进行：前制程点测分两步进行：前制程点测分两步进行：不加ESD测试名称缩写：名称缩写：名称缩写：名称缩

19、写：COWCOW：Chip On Wafer(Chip On Wafer(前制程完成的晶片前制程完成的晶片)ESD ESD：Electro-Static dischargeElectro-Static discharge（静电）（静电）HBMHBM：Human Body Model(Human Body Model(人体电放电模式人体电放电模式)目的：目的：目的：目的：COWCOW抽测后良率判定抽测后良率判定抽测后良率判定抽测后良率判定注意项：静电箱校验及ESD确认，规格名称的选择，机台点检及20点校验，探针使用寿命30万次及针痕确认加ESD测试测试项目测试项目VF1VF1VF2VF2IRIR

20、LOP1LOP1WLD1WLD1测试参数测试参数10UA10UA20ma20ma-10v-10v20ma20ma20ma20ma测试项目测试项目IRIR逐步加逐步加HBM ESD HBM ESD 测试参数测试参数-10v-10v0v0v、500v500v、1000v1000v、1500v1500v、2000v2000v25 25 四月四月 2024 202413、打线测试、打线测试SOPSOP：C3-55-232C3-55-232蓝宝石手动金丝压焊机作业指导书蓝宝石手动金丝压焊机作业指导书蓝宝石手动金丝压焊机作业指导书蓝宝石手动金丝压焊机作业指导书设备：手动金丝压焊机设备：手动金丝压焊机设备：

21、手动金丝压焊机设备：手动金丝压焊机金线：金线：金线：金线：20um 20um 位置点：位置点：位置点：位置点：P/PP/P电极（图示见右电极（图示见右电极（图示见右电极（图示见右1 1）打线方式：每打线方式：每打线方式：每打线方式：每5 5片测试片测试片测试片测试1 1片，每片测试片，每片测试片，每片测试片，每片测试9 9点，参考边朝下（见点，参考边朝下（见点，参考边朝下（见点，参考边朝下（见2 2）判定标准：拉力值判定标准：拉力值判定标准：拉力值判定标准：拉力值 3g3g，不可有打不粘、假焊及掉电极。，不可有打不粘、假焊及掉电极。，不可有打不粘、假焊及掉电极。，不可有打不粘、假焊及掉电极。若

22、有若有若有若有1 1片不良，则整批都需做打线测试。片不良，则整批都需做打线测试。片不良，则整批都需做打线测试。片不良，则整批都需做打线测试。注意项：拉力器钨丝垂直向上缓慢勾住注意项：拉力器钨丝垂直向上缓慢勾住注意项：拉力器钨丝垂直向上缓慢勾住注意项：拉力器钨丝垂直向上缓慢勾住B B点位置点位置点位置点位置 打线完后需在显微镜下确认各焊点情况打线完后需在显微镜下确认各焊点情况打线完后需在显微镜下确认各焊点情况打线完后需在显微镜下确认各焊点情况未拔丝已拔丝25 25 四月四月 2024 202413、研磨、研磨-减薄减薄145ASI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaN

23、P-GaNn-GaNn-GaN蜡纸厚度25um设备：减薄机SOP：剪薄机作业指导书-蓝宝石C3-55-212注意项：减薄程序及机台点检表，油石、砂轮、减薄液，水泵有无正常喷水程序名称程序名称使用权限说明使用权限说明DUMMY.hanDUMMY.han设备供应商设备调试设备供应商设备调试TS0709.hanTS0709.han生产生产7*9/12*137*9/12*13芯片使用芯片使用TS0709.hanTS0709.han生产生产10231023芯片使用芯片使用GONGCHEGN.hanGONGCHEGN.han研发工程实验使用研发工程实验使用25 25 四月四月 2024 202413.2

24、研磨研磨-抛光抛光86ASI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：抛光机SOP：研磨机作业指导书-蓝宝石C3-55-213注意项：研磨程序及研磨时间确认、研磨液位确认25 25 四月四月 2024 202414、划片、划片SI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN深度：深度：312um宽度宽度:9-10um背面因经过研磨，所以划痕明显设备:划片机注意项：机台点检表及程序确认、

25、X/Y轴划深校验、切割机滤芯更换周期25 25 四月四月 2024 202414.2 裂片裂片SI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN沟槽中是否有SIO2,须看下光刻板深度：深度：312um宽度宽度:9-10um劈劈刀刀设备:裂片机工艺：机台点检表，产品裂偏及双胞确认。25 25 四月四月 2024 2024与与COWCOW测试不同点：测试不同点：1 1、大圆片：不加、大圆片：不加ESDESD、1/1001/100抽测，需打印抽测，需打

26、印MappingMapping图图2 2、分选片：、分选片：1000vESD1000vESD、全测、全测注意项：注意项：1 1、收光器的选择：显微镜、积分球、收光器的选择：显微镜、积分球 2 2、过滤网的选择：、过滤网的选择：STST在在10-2510-25之间，之间，1515为最佳为最佳 3 3、规格名称的选择：、规格名称的选择：4 4、静电箱开启、静电箱开启、ESDESD的选择的选择 5 5、擦针：音乐响起，擦针同时需确认针痕位置及大小、擦针：音乐响起，擦针同时需确认针痕位置及大小 6 6、换针；、换针；3030万万15、后制程测试、后制程测试25 25 四月四月 2024 2024AOI

27、AOI（Automatic Optic InspectionAutomatic Optic Inspection）的全称是自动）的全称是自动）的全称是自动）的全称是自动光学光学光学光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中检测，是基于光学原理来对焊接生产中检测，是基于光学原理来对焊接生产中检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。遇到的常见缺陷进行检测的设备。遇到的常见缺陷进行检测的设备。遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOIAOI是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，目前很是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，目前很是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展迅速

28、，目前很是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，目前很多厂家都推出了多厂家都推出了多厂家都推出了多厂家都推出了AOIAOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCBPCB，采集图像，测试，采集图像，测试，采集图像，测试，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理图像处理图像处理图像处理，检查出，检

29、查出，检查出，检查出PCBPCB上缺陷，并通过显示器或自上缺陷，并通过显示器或自上缺陷，并通过显示器或自上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示动标志把缺陷显示动标志把缺陷显示动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。标示出来，供维修人员修整。标示出来，供维修人员修整。标示出来，供维修人员修整。通俗的讲，对大圆片外观进行分类，减少手选的工作量，减少方片的重排率，提高工作效率。通俗的讲，对大圆片外观进行分类，减少手选的工作量，减少方片的重排率，提高工作效率。通俗的讲，对大圆片外观进行分类，减少手选的工作量，减少方片的重排率，提高工作效率。通俗的讲，对大圆片外观进行分类，减少手选的工作量，减少方

30、片的重排率，提高工作效率。注意项：条形码，良率确认，注意项：条形码，良率确认，注意项：条形码，良率确认，注意项：条形码，良率确认，MappingMapping中中中中T T字和光刻点是否正确字和光刻点是否正确字和光刻点是否正确字和光刻点是否正确 。16、AOI25 25 四月四月 2024 2024 随着随着 LED LED 技术的不断提高，其应用范围越来越广，人们技术的不断提高，其应用范围越来越广，人们对对 LED LED 的质量要求也越来越高。当的质量要求也越来越高。当 LED LED 作为阵列显示或作为阵列显示或显示屏器件时，由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性，使显示屏器件时，由于人眼对

31、于颜色波长和亮度的敏感性，使用没有分选过的用没有分选过的 LED LED 就会产生不均匀的现象，影响人们的就会产生不均匀的现象，影响人们的视觉效果。因此对视觉效果。因此对 LED LED 的主波长、发光强度、光通亮、色的主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分选变的尤为重要。选变的尤为重要。分选方式：分选方式：1.1.将划片后的晶圆按照点测数据进行分类将划片后的晶圆按照点测数据进行分类 2 2、重排、重排注意项：注意项：MappingMapping图像检查，是否经过图像检查，是否经过AOIAOI，产品排列，产品排列 对点检查，顶针及吸嘴等对点检查，顶针及吸嘴等15、自动分选、自动分选蓝膜吸嘴顶针芯片制造完成成品芯片25 25 四月四月 2024 202425 25 四月四月 2024 2024数码管数码管(Display)(Display)大功率大功率(High Power(High Power Led)Led)贴片贴片(SMD)(SMD)食人鱼食人鱼(P4)(P4)普通普通LEDLED(P2)(P2)下游成品下游成品25 25 四月四月 2024 2024分享完毕，谢谢各位！