LED芯片的制造工藝流程及檢測項目分析

　　檢測項目：

　　一、芯片各項性能參數測試

　　Wd(主波長(cháng))、Iv(亮度)、Vf(順向電壓)、Ir(漏電)、ESD(抗靜電能力)等芯片的光電性能測試，金鑒作為第三方檢測機構能夠鑒定供應商提供的產(chǎn)品數據是否達標。

　　二、芯片缺陷查找

　　檢測內容：

　　1.芯片尺寸測量，芯片尺寸及電極大小是否符合要求，電極圖案是否完整。

　　2.芯片是否存在焊點(diǎn)污染、焊點(diǎn)破損、晶粒破損、晶粒切割大小不一、晶粒切割傾斜等缺陷。

　　LED芯片的受損會(huì )直接導致LED失效，因此提高LED芯片的可靠性至關(guān)重要。蒸鍍過(guò)程中有時(shí)需用彈簧夾固定芯片，因此會(huì )產(chǎn)生夾痕。黃光作業(yè)若顯影不完全及光罩有破洞會(huì )使發(fā)光區有殘余多出的金屬。晶粒在前段制程中，各項制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等，因此會(huì )有晶粒電極刮傷的情況發(fā)生。

　　芯片電極對焊點(diǎn)的影響：芯片電極本身蒸鍍不牢靠，導致焊線(xiàn)后電極脫落或損傷；芯片電極本身可焊性差，會(huì )導致焊球虛焊；芯片存儲不當會(huì )導致電極表面氧化，表面玷污等等，鍵合表面的輕微污染都可能影響兩者間的金屬原子擴散，造成失效或虛焊。

　　3.芯片外延區的缺陷查找

　　LED外延片在高溫長(cháng)晶過(guò)程中，襯底、MOCVD反應腔內殘留的沉積物、外圍氣體和Mo源都會(huì )引入雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì )滲入磊晶層，阻止氮化鎵晶體成核，形成各種各樣的外延缺陷，最終在外延層表面形成微小坑洞，這些也會(huì )嚴重影響外延片薄膜材料的晶體質(zhì)量和性能。金鑒檢測研發(fā)出快速鑒定芯片外延區缺陷的檢測方法，能夠低成本、快速地檢測出芯片外延層80%的外延缺陷，幫助LED客戶(hù)選擇高質(zhì)量的外延片、芯片。

　　4.芯片工藝和清潔度觀(guān)察

　　電極加工是制作LED芯片的關(guān)鍵工序，包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨，會(huì )接觸到很多化學(xué)清洗劑，如果芯片清洗不夠干凈，會(huì )使有害化學(xué)物殘余。這些有害化學(xué)物會(huì )在LED通電時(shí)，與電極發(fā)生電化學(xué)反應，導致死燈、光衰、暗亮、發(fā)黑等現象出現。因此，鑒定芯片化學(xué)物殘留對LED封裝廠(chǎng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要?！　?strong>案例分析(一)：

　　某客戶(hù)紅光燈珠發(fā)現暗亮問(wèn)題，但一直找不出原因，委托金鑒分析失效的原因。金鑒經(jīng)過(guò)一系列儀器分析排除封裝原因后，對供應商提供的裸晶進(jìn)行檢測，發(fā)現每一個(gè)芯片的發(fā)光區域均有面積不等的污染物，能譜分析結果顯示該污染物包含C、O兩種元素，表明污染物為有機物。我們建議客戶(hù)注重對芯片廠(chǎng)商的生產(chǎn)工藝規范和車(chē)間環(huán)境的考核，并加強對芯片的來(lái)料檢驗。

　　案例分析(二)：

　　某客戶(hù)生產(chǎn)的一批燈珠出現漏電問(wèn)題，委托金鑒查找原因。金鑒通過(guò)掃描電鏡鑒定這批燈珠漏電原因為靜電擊穿，并對供應商提供的裸晶進(jìn)行檢測，發(fā)現芯片外延層表面有大量黑色空洞，這些缺陷表明外延層晶體質(zhì)量較差，PN結內部存在缺陷?？斩吹陌l(fā)現，幫助客戶(hù)明確責任事故的負責方，替客戶(hù)挽回損失。

　　注：LED芯片的制造工藝流程LED芯片的制造工藝流程圖

　　外延片→清洗→鍍透明電極層→透明電極圖形光刻→腐蝕→去膠→平臺圖形光刻→干法刻蝕→去膠→退火→SiO2沉積→窗口圖形光刻→SiO2腐蝕→去膠→N極圖形光刻→預清洗→鍍膜→剝離→退火→P極圖形光刻→鍍膜→剝離→研磨→切割→芯片→成品測試。

　　在生長(cháng)成外延片后，下一步就開(kāi)始對LED外延片做電極(P極，N極)，接著(zhù)就開(kāi)始用激光機或鉆石刀切割LED外延片，制造成芯片后，然后在晶圓上的不同位置抽取九個(gè)點(diǎn)做參數測試。這主要是對電壓、波長(cháng)、亮度進(jìn)行測試，符合正常出貨標準參數的晶圓片繼續下一步的操作，不符合要求的，就放在一邊另行處理。晶圓切割成芯片后，需要100%的目檢(VI/VC)，操作者要在放大30倍數的顯微鏡下進(jìn)行目測。接著(zhù)使用全自動(dòng)分類(lèi)機根據不同的電壓、波長(cháng)、亮度的預測參數對芯片進(jìn)行全自動(dòng)化挑選、測試和分類(lèi)。最后對LED芯片進(jìn)行檢查(VC)和貼標簽。芯片類(lèi)型、批號、數量和光電測量統計數據記錄在標簽上，附在蠟光紙的背面。藍膜上的芯片將做最后的目檢測試，目檢標準與第一次相同，確保芯片排列整齊和質(zhì)量合格。這就是LED芯片的制造流程。