淺談LED晶粒/芯片制造流程

隨著技術的發展，LED的效率有了非常大的進步。在不久的未來LED會代替現有的照明燈泡。近幾年人們制造LED晶粒/芯片過程中首先在襯底上制作氮化鎵（GaN）基的晶圓(外延片)，晶圓所需的材料源(碳化硅SiC)和各種高純的氣體如氫氣H2或氬氣Ar等惰性氣體作為載體之后，按照制程的要求就可以逐步把晶圓做好。接下來是對LED-PN結的兩個電極進行加工，并對LED毛片進行減薄，劃片。然后對毛片進行測試和分選，就可以得到所需的LED晶粒。具體的工藝做法，不作詳細的說明。

首先在襯低上制作氮化鎵（GaN）基的晶圓，這個過程主要是在金屬有機化學氣相沉積晶圓爐(MOCVD)中完成的。準備好制作GaN基晶圓所需的材料源和各種高純的氣體之后，按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍寶石、碳化硅和硅襯底，還有GaAs、AlN、ZnO等材料。

MOCVD是利用氣相反應物（前驅物）及Ⅲ族的有機金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進行反應，將所需的產物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應物濃度和種類比例，從而控制鍍膜成分、晶相等質量。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設備。

然后是對LED PN結的兩個電極進行加工，電極加工也是制作LED芯片的關鍵工序，包括清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨；然后對LED毛片進行劃片、測試和分選，就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不夠干凈，蒸鍍系統不正常，會導致蒸鍍出來的金屬層（指蝕刻后的電極）會有脫落，金屬層外觀變色，金泡等異常。

蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定芯片，因此會產生夾痕（在目檢必須挑除）。黃光作業內容包括烘烤、上光阻、照相曝光、顯影等，若顯影不完全及光罩有破洞會有發光區殘多出金屬。

晶粒在前段制程中，各項制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨等作業都必須使用鑷子及花籃、載具等，因此會有晶粒電極刮傷情形發生。