外延生長(zhǎng)的基本原理是：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片(主要有藍(lán)寶石和、SiC、Si)上，氣態(tài)物質(zhì)InGaAlP有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法。

　　MOCVD介紹：

　　金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱 MOCVD)， 1968年由美國(guó)洛克威爾公司提出來(lái)的一項(xiàng)制備化合物半導(dǎo)體單品薄膜的新技術(shù)。該設(shè)備集精密機(jī)械、半導(dǎo)體材料、真空電子、流體力學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的尖端光電子專用設(shè)備，主要用于GaN(氮化鎵)系半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)和藍(lán)色、綠色或紫外發(fā)光二極管芯片的制造，也是光電子行業(yè)最有發(fā)展前途的專用設(shè)備之一。

　　LED芯片的制造工藝流程：

　　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(tái)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(yù)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(cè)試。

　　其實(shí)外延片的生產(chǎn)制作過(guò)程是非常復(fù)雜的，在展完外延片后，下一步就開(kāi)始對(duì)LED外延片做電極(P極，N極)，接著就開(kāi)始用激光機(jī)切割LED外延片(以前切割LED外延片主要用鉆石刀)，制造成芯片后，在晶圓上的不同位置抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試：

　　1、主要對(duì)電壓、波長(zhǎng)、亮度進(jìn)行測(cè)試，能符合正常出貨標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的晶圓片再繼續(xù)做下一步的操作，如果這九點(diǎn)測(cè)試不符合相關(guān)要求的晶圓片，就放在一邊另外處理。

　　2、晶圓切割成芯片后，100%的目檢(VI/VC)，操作者要使用放大30倍數(shù)的顯微鏡下進(jìn)行目測(cè)。

　　3、接著使用全自動(dòng)分類機(jī)根據(jù)不同的電壓，波長(zhǎng)，亮度的預(yù)測(cè)參數(shù)對(duì)芯片進(jìn)行全自動(dòng)化挑選、測(cè)試和分類。

　　4、最后對(duì)LED芯片進(jìn)行檢查(VC)和貼標(biāo)簽。芯片區(qū)域要在藍(lán)膜的中心，藍(lán)膜上最多有5000粒芯片，但必須保證每張藍(lán)膜上芯片的數(shù)量不得少于1000粒，芯片類型、批號(hào)、數(shù)量和光電測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)簽上，附在蠟光紙的背面。藍(lán)膜上的芯片將做最后的目檢測(cè)試與第一次目檢標(biāo)準(zhǔn)相同，確保芯片排列整齊和質(zhì)量合格。這樣就制成LED芯片(目前市場(chǎng)上統(tǒng)稱方片)。

　　在LED芯片制作過(guò)程中，把一些有缺陷的或者電極有磨損的芯片，分撿出來(lái)，這些就是后面的散晶，此時(shí)在藍(lán)膜上有一些不符合正常出貨要求的晶片，也就自然成了邊片。

　　剛才談到在晶圓上的不同位置抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試，對(duì)于不符合相關(guān)要求的晶圓片作另外處理，這些晶圓片是不能直接用來(lái)做LED方片，也就不做任何分檢了，直接賣(mài)給客戶了，也就是目前市場(chǎng)上的LED大圓片(但是大圓片里也有好東西，如方片)。

　　LED制作流程分為兩大部分。首先在襯低上制作氮化鎵(GaN)基的外延片，這個(gè)過(guò)程主要是在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延爐中完成的。準(zhǔn)備好制作GaN基外延片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(lán)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(yīng)物(前驅(qū)物)及Ⅲ族的有機(jī)金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進(jìn)行反應(yīng)，將所需的產(chǎn)物沉積在襯底表面。通過(guò)控制溫度、壓力、反應(yīng)物濃度和種類比例，從而控制鍍膜成分、晶相等品質(zhì)。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設(shè)備。

　　接下來(lái)是對(duì)LED PN結(jié)的兩個(gè)電極進(jìn)行加工，電極加工也是制作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;然后對(duì)襯底進(jìn)行劃片、測(cè)試和分選，就可以得到所需的LED芯片。如果晶片清洗不夠干凈，蒸鍍系統(tǒng)不正常，會(huì)導(dǎo)致蒸鍍出來(lái)的金屬層(指蝕刻后的電極)會(huì)有脫落，金屬層外觀變色，金泡等異常。蒸鍍過(guò)程中有時(shí)需用彈簧夾固定晶片，因此會(huì)產(chǎn)生夾痕(在目檢必須挑除)。黃光作業(yè)內(nèi)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(huì)有發(fā)光區(qū)殘多出金屬。晶片在前段制程中，各項(xiàng)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)有晶粒電極刮傷情形發(fā)生。