文档介绍：LED 的晶片制程
张鹏志 **********
QQ:7161150
LED的主要制程可以分为三个阶段:前段、中段、后段(也称:上游、中游、下游。专业术语为:材料生长、芯片制作、器件封装)
原料开始
多晶半导体
单晶成长
晶圆(基板)
磊晶生长
晶片制作
晶粒制作
封装
上游
中游
下游
Ga/As 原料合成
蒸馏还原,形成GaAs多晶
以各种长晶法(如柴氏长晶法),成长GaAs单晶棒(ingot)
固晶、焊线、封胶、分光、TYPING等
将单晶棒锯切成片状晶圆,并加以抛光处理
将磊晶晶圆减薄到期望厚度(一般基板减至220~250μm,
蓝宝石基板为80μm),并切成晶粒.
以各种磊晶技术(如MOCVD),将LED结构成长在晶圆上
利用金属化制程,蚀刻制程和微影制程,制作电极图案
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基座
基座
基座
晶粒
固晶焊線
封裝
基座
(Diffusion)
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半导体的特性
(lattice)
原子在晶体中周期性的排列称为晶格,而晶格所含之排列周期性的的空间称为单胞(unit cell)也叫晶胞.
晶格决定了晶体的材料性质,也决定光电特性.
固体材料依其结晶性, 可分为三种:
①非晶(amophous) ②多晶(poly-crystalline) ③单晶(single crystal).
①非晶②多晶③单晶
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①闪锌矿结构为立方晶系,如砷化镓(GaAs)
②纤维锌矿结构为立方晶系,有二个晶格常数(a,b),如氮化镓(GaN)
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a. 能隙 eV 能隙,导电能力 b. 晶格常数Ǻ 晶格共价半径Ǻ , 导电能力
(Energy Gap 或 Band Gap) 导电带与价电带之间的差量,称为能隙.
a. 光电导体,由二层以上半导体材料堆叠在半导体基板而形成,堆叠在基板上的半导体材料为磊晶层. ,反之为晶格差配.
价电带
Eg ~ 1-3eV
导电带
磊晶层
基板
磊晶层
基板
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半导体材料
;
依构成的元素可分为: ①元素半导体如:硅(Si) ②化合物半导体
化合物半导体又可分成:
①四-四族化合物如: 碳化硅(SiC)
②三-五族化合物如: 砷化镓(GaAs)
③二-六族化合物如: 硒化锌(ZnSe)
④四-六族化合物如: 硫化铅(PbS)
若依构成元素的数量分,化合物半导体也可分成为:
①二元化合物半导体如:砷化镓(GaAs)
②三元化合物半导体如:砷化铝镓(AlGaAs)
③四元化合物半导体如:磷砷化铟镓(InGaAsP)
周期
II
III
IV
V
VI
2
硼 B
碳 C
氮 N
氧 O
3
镁 Mg
铝 A1
矽 Si
磷 P
硫 S
4
锌 Zn
镓 Ga
锗 Ge
砷 As
硒 Se
5
镉 Cd
铟 IN
锡 Sn
锑 Sb
碲 Te
6
汞 Hg
铅 Pb
鈊 Bi
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单晶成长
①柴可拉斯基液封式长晶法(LEC)
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②布吉曼水平式长晶法(HB)
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③垂直梯度冷却式长晶法(VGF)