LED灯生产工艺流程

LED灯生产工艺流程

§1 LED制造流程概述

LED的制作流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。

图 2.1 LED 制造流程图

上游

晶片：单晶棒（砷化镓、磷化镓）单晶片衬底在衬底上生长外延层外延片

成品：单晶片、外延片

中游

制程：金属蒸镀光罩腐蚀热处理（正负电极制作）切割测试分选

成品：芯片

下游

§2 LED 芯片生产工艺

LED 照明能够应用到高亮度领域归功于 LED 芯片生产技术的不断提高，包括单 颗

晶片的功率和亮度的提高。 LED 上游生产技术是 LED 行业的核心技术，目前在该 技术领先的国家主要日本、美国、韩国，还有我国台湾，而我国大陆在 LED 上游生

产技术的发展比较靠后。下图为上游外延片的微结构示意图。

图 2.2 蓝光外延片微结构 图

生产出高亮度 LED 芯片，一直是世界各国全力投入研制的目标，也是 LED 发的 方向。目前，利用大功率芯片生产出来的白光 1WL ED 流明值已经达能到 150lm 之高。

LED 上游技术的发展将使 LED 灯具的生产成本越来越低，更显 LED 照明的优势。以 下

以蓝光 LED 为例介绍其外延片生产工艺如下： 首先在衬低上制作氮化鎵 （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片炉 （MOCVD 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 , 以及 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

P 型 GaN 负极

P 型 AlGaN InGaN 量子阱（ well ）

N 型 InGaN

N 型 AlGaN

N 型 GaN

P 型 GaN

GaN 缓冲层（ buffer ）

蓝宝石衬底（ subatrate ）

正极

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

然后是对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芯片了。

图 2.3 LED 生产流程

§ 3 大功率LED生产工艺

作为LED节能灯光源的大功率LED，它是LED节能灯的核心部分。大功率LED 的生产工艺如何直接影响LED的性能，进而影响LED灯具的性能，如光衰、光效等。

§3.1 LED 封装工艺流程

以大功率 LED 封装产品为例，介绍它的封装制程如下：

图 2.4 大功率 LED 封装制 程

§ 3.2 大功率 LED 生产工艺