LED蓝宝石指的是用于加工LED衬底片的人造蓝宝石(氧化铝单晶)。人造蓝宝石(氧化铝单晶)可以应用于装饰(如珠宝、表玻等)、工业窗口材料和半导体衬底等,专用于LED衬底的蓝宝石要求特殊的晶向、低的位错密度等等,所以属于人造蓝宝石中的高端产品
首先在衬低上制作氮化镓(GaN)基的外延片,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延炉中完成的。准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后,按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底,还有GaAs、AlN、ZnO等材料。MOCVD是利用气相反应物(前驱物)及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应,将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例,从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。
接下来是对LED PN结的两个电极进行加工,电极加工也是制作LED芯片的关键工序,包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨;然后对 LED毛片进行划片、测试和分选,就可以得到所需的LED芯片。如果晶片清洗不够干净,蒸镀系统不正常,会导致蒸镀出来的金属层(指蚀刻后的电极)会有脱落,金属层外观变色,金泡等异常。蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定晶片,因此会产生夹痕(在目检必须挑除)。黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等,若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。晶片在前段制程中,各项制程如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等,因此会有晶粒电极刮伤情形发生。
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