硅襯底燈飾LED芯片主要制造工藝解析
目前國際上商品化的GaN基led均是在藍(lán)寶石襯底或SiC襯底上制造的。但藍(lán)寶石由于硬度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性差等原因,對后期器件加工和應(yīng)用帶來很多不便,SiC同樣存在硬度高且成本昂貴的不足之處,而價格相對便宜的Si襯底由于有著優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能和成熟的器件加工工藝等優(yōu)勢,因此Si襯底GaN基LED制造技術(shù)受到業(yè)界的普遍關(guān)注。
目前日本日亞公司壟斷了藍(lán)寶石襯底上GaN基LED專利技術(shù),美國CREE公司壟斷了SiC襯底上GaN基LED專利技術(shù)。因此,研發(fā)其他襯底上的GaN基LED生產(chǎn)技術(shù)成為國際上的一個熱點。南昌大學(xué)與廈門華聯(lián)電子有限公司合作承擔(dān)了國家863計劃項目“基于Si襯底的功率型GaN基LED制造技術(shù)”,經(jīng)過近三年的研制開發(fā),目前已通過科技部項目驗收。
1、Si襯底LED芯片制造
1.1技術(shù)路線
在Si襯底上生長GaN,制作LED藍(lán)光芯片。
工藝流程:在Si襯底上生長AlN緩沖層→生長n型GaN→生長InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層→生長p型AIGaN層→生長p型GaN層→鍵合帶Ag反光層并形成p型歐姆接觸電極→剝離襯底并去除緩沖層→制作n型摻si層的歐姆接觸電極→合金→鈍化→劃片→測試→包裝。
1.2主要制造工藝
采用ThomasSwanCCS低壓MOCVD系統(tǒng)在50mmsi(111)襯底上生長GaN基MQW結(jié)構(gòu)。使用三甲基鎵(TMGa)為Ga源、三甲基鋁(TMAI)為Al源、三甲基銦(TMIn)為In源、氨氣(NH3)為N源、硅烷(SiH4)和二茂鎂(CP2Mg)分別用作n型和p型摻雜劑。首先在Si(111)襯底上外延生長AlN緩沖層,然后依次生長n型GaN層、InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層、p型AlGaN層、p型GaN層,接著在p面制作Ag反射鏡并形成p型歐姆接觸,然后通過熱壓焊方法把外延層轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電基板上,再用Si腐蝕液把Si襯底腐蝕去除并暴露n型GaN層,使用堿腐蝕液對n型面粗化后再形成n型歐姆接觸,這樣就完成了垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的制作。
Si襯底芯片為倒裝薄膜結(jié)構(gòu),從下至上依次為背面Au電極、Si基板、粘接金屬、金屬反射鏡(p歐姆電極)、GaN外延層、粗化表面和Au電極。這種結(jié)構(gòu)芯片電流垂直分布,襯底熱導(dǎo)率高,可靠性高;發(fā)光層背面為金屬反射鏡,表面有粗化結(jié)構(gòu),取光效率高。 (責(zé)任編輯:admin)
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