LED工艺概述

LED外延片工艺流程：

　　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之

材料及其外延技术中，红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延

成长法为主，而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷

化镓GaAsP材料为主。

　　一般来说，GaN的成长须要很高的温度来打断NH3之N-H的键解，另外一

方面由动力学仿真也得知NH3和MO Gas会进行反应产生没有挥发性的副产物

。

　　LED外延片工艺流程如下：

　　衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长 - N型GaN层生长 - 多量子阱发光层

生 - P型GaN层生长 - 退火 - 检测（光荧光、X射线） - 外延片

　　外延片- 设计、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

　　具体介绍如下：

　　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精确几何尺寸的薄硅片。此过程中产生的

硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。

　　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

表面和氧气发生反应，使硅片表面形成二氧化硅保护层。

　　倒角：将退火的硅片进行修整成圆弧形，防止硅片边缘破裂及晶格缺

陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。此过程中产生的硅粉采用水淋，

产生废水和硅渣。

　　分档检测：为保证硅片的规格和质量，对其进行检测。此处会产生废

品。

　　研磨：用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善

单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。

此过程产生废磨片剂。

　　清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面

的有机杂质。此工序产生有机废气和废有机溶剂。

　　RCA清洗：通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。

　　具体工艺流程如下：

　　SPM清洗：用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液，SPM溶液具有

很强的氧化能力，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表面的有机污物和部分金属。此工序会

产生硫酸雾和废硫酸。

　　DHF清洗：用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜，而附着在

自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。

此过程产生氟化氢和废氢氟酸。

　　APM清洗： APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成，硅片表

面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH

腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表

面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处产生氨气和废氨水。

HPM清洗：由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM，用于去除硅表面的

钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。

　　DHF清洗：去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。 磨片检测：检测

经过研磨、RCA清洗后的硅片的质量，不符合要求的则从新进行研磨和RCA

清洗。

　　腐蚀A/B：经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的

损伤层，通常采用化学腐蚀去除。腐蚀A是酸性腐蚀，用混酸溶液去除损伤

层，产生氟化氢、NOX和废混酸；腐蚀B是碱性腐蚀，用氢氧化钠溶液去除

损伤层，产生废碱液。本项目一部分硅片采用腐蚀A，一部分采用腐蚀B。

分档监测：对硅片进行损伤检测，存在损伤的硅片重新进行腐蚀。

　　粗抛光：使用一次研磨剂去除损伤层，一般去除量在10~20um。此处产

生粗抛废液。

　　精抛光：使用精磨剂改善硅片表面的微粗糙程度，一般去除量1 um以

下，从而的到高平坦度硅片。产生精抛废液。

　　检测：检查硅片是否符合要求，如不符合则从新进行抛光或RCA清洗。

检测：查看硅片表面是否清洁，表面如不清洁则从新刷洗，直至清洁。

　　包装：将单晶硅抛光片进行包装。

　　芯片到制作成小芯片之前，是一张比较大的外延片，所以芯片制作工

艺有切割这快，就是把外延片切割成小芯片。它应该是LED制作过程中的一

个环节

　　LED晶片的作用：

　　LED晶片为LED的主要原材料，LED主要依靠晶片来发光。

　　LED晶片的组成：主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Ｓ

i)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晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）晶片型号发光颜色组成元素

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最亮红色AlGalnP 630

　　DGM较亮青绿色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635

　　PG纯绿GaP 555 R红色GAaAsP 655

　　SG标准绿GaP 560 SR较亮红色GaA/AS 660

　　G绿色GaP 565 HR超亮红色GaAlAs 660

　　VG较亮绿色GaP 565 UR最亮红色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晶片厂商名称：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晶片在生产使用

过程中需注意静电防护。

　　LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文

显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型

计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式

播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场

实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广

泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑

市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。