蓝宝石衬底超声波清洗机

LED图形化蓝宝石衬底项目可行性报告一、立项的背景和意义在大尺寸背光源渗透率快速提升、照明产品需求逐步扩大等新兴应用领域快速发展的带动下，近几年，全球LED市场保持了快速的增长，成为半导体行业中的发展亮点。

LED因其节能、环保、长寿命、耗能低、体积小、应用灵活、控制方便等特点，LED的应用前景非常广阔，包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等领域。

在资源日渐衰竭的今日，环保、节能是各产业发展的重心，LED的出现为人类的生活世界带来新革命、新科技。

近年来，随着全球半导体照明产业升温，欧、美、日等纷纷推出半导体照明计划。

白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。

白光LED的应用市场非常广泛，也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”。

目前，白色LED已开始进入一些应用领域，应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世。

蓝宝石晶体是目前半导体照明产业发展过程中使用最为广泛的的衬底材料，蓝宝石具有高强度、高熔点、物理化学性能稳定等特性，在军事、航天航空、光学、生物、分析、半导体基片以及在高速信息处理、电子光子装置的微型化、智能化方面得到广泛的应用。

随着半导体照明技术的不断发展，LED越来越多的进入到各种照明领域中。

LED照明市场的迅速发展，成为蓝宝石应用市场扩展的又一重要力量。

LED产业中提高器件的内量子效率和光萃取效率是一个一直困扰产业界的问题，业内技术人员不断尝试各种方法去提高器件的发光效率，其中影响内量子效率和光萃取效率的因素主要是衬底与外延层的晶格失配合热膨胀系数适配，以及不同材料间由于折射率不同造成的光全反射，从而使光无法出射的问题。

蓝宝石衬底和氮化镓材料存在巨大的晶格失配（16%）和热膨胀系数失配（34%），所以异质外延的GaN材料内部具有很高的位错密度（109——1011cm-2），这会引起载流子泄漏和非辐射复合中心增多等不良影响，降低器件的内量子效率；另一方面，由于GaN材料折射率（2.4）高于蓝宝石衬底（1.7）以及外部封装树脂（1.5），使得有源区产生的光子在GaN上下界面发生多次全反射，严重降低器件的光提取效率。

蓝宝石衬底湿法清洗工艺研究
吴国安;胡中伟;王振;徐翊翔;李瑞评;谢斌晖
【期刊名称】《清洗世界》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】蓝宝石衬底作为LED芯片衬底,不仅要求具有较高的面型精度和表面质量,而且对衬底表面清洁度也有严格要求。

实验以抛光后的蓝宝石衬底为对象,首先分析了抛光后的蓝宝石衬底表面污染物主要元素。

随后开展抛光后的蓝宝石衬底的单因素湿法清洗实验,研究了清洗剂浓度、清洗温度和清洗时间对污染物去除率的影响。

最后通过开展正交实验,获得最佳清洗工艺参数。

优化后的清洗工艺可有效提升蓝宝石衬底的表面清洁度和清洗效率。

【总页数】4页(P49-52)
【作者】吴国安;胡中伟;王振;徐翊翔;李瑞评;谢斌晖
【作者单位】华侨大学制造工程研究院;福建晶安光电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN315.3
【相关文献】
1.LED用蓝宝石衬底抛光后湿法清洗研究
2.LED用蓝宝石晶片湿法腐蚀清洗技术的研究
3.湿法腐蚀制备蓝宝石图形衬底的研究
4.蓝宝石衬底的ECR等离子体清洗与氮化的RHEED研究
5.湿法腐蚀制备GaN LED蓝宝石图形衬底的工艺方法研究
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半导体工艺流程1. 引言半导体工艺流程是指将半导体材料制备成芯片的一系列步骤。

这些步骤包括材料准备、清洗、光刻、薄膜沉积、蚀刻、离子注入、金属化和封装等。

本文将详细描述每个步骤的流程和操作。

2. 材料准备半导体工艺流程的第一步是材料准备。

这包括选择适合的半导体材料和衬底。

常用的半导体材料有硅、砷化镓、磷化镓等。

衬底可以是硅片、蓝宝石等。

在准备材料时，需要确保材料的纯度和质量，以保证最终芯片的性能和可靠性。

3. 清洗清洗是半导体工艺流程中的重要步骤之一。

在清洗过程中，需要将材料表面的杂质和污染物去除，以保证后续步骤的顺利进行。

常用的清洗方法包括化学浸泡、超声波清洗和离子束清洗等。

清洗过程中需要使用一系列的溶液和设备，如酸碱溶液、超声波清洗器和离子束清洗机。

4. 光刻光刻是半导体工艺流程中的关键步骤之一。

在光刻过程中，需要使用光刻胶和掩膜将芯片的图案转移到光刻胶上。

光刻胶是一种敏感的化学物质，可以通过暴露和显影来形成所需的图案。

掩膜是一种具有所需图案的透明薄膜，通过光刻机将图案转移到光刻胶上。

光刻过程中需要控制曝光剂的浓度、曝光时间和显影时间等参数，以确保图案的精确度和清晰度。

5. 薄膜沉积薄膜沉积是半导体工艺流程中的关键步骤之一。

在薄膜沉积过程中，需要将一层薄膜沉积在芯片的表面上。

常用的薄膜沉积方法包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和溅射沉积等。

薄膜的材料可以是金属、氧化物、氮化物等。

薄膜的厚度和均匀性对芯片的性能和可靠性有重要影响，因此需要严格控制沉积条件和参数。

6. 蚀刻蚀刻是半导体工艺流程中的关键步骤之一。

在蚀刻过程中，需要将不需要的薄膜层或杂质从芯片表面去除，以形成所需的结构和图案。

常用的蚀刻方法包括干法蚀刻和湿法蚀刻。

干法蚀刻使用高能粒子束或化学气体将薄膜层蚀刻掉，湿法蚀刻使用溶液将薄膜层溶解掉。

蚀刻过程中需要控制蚀刻速率、选择性和均匀性等参数，以确保薄膜的质量和图案的精确度。

试验研究清洗世界Cleaning World第35卷第4期2019年4月作者简介：陈铭欣（1979-），男，硕士学历，福建晶安光电公司总经理，研究方向：LED 氮化镓外延技术、蓝宝石衬底制造技术。

通讯作者：周志豪（1981-），男，硕士，晶安光电副总工程师。

收稿日期：2019-03-29。

文章编号：1671-8909（2019）3-00031-002蓝宝石衬底退火后表面缺陷的研究陈铭欣，周志豪，谢斌晖，陈启福（福建晶安光电有限公司，福建 泉州 362411）摘要：蓝宝石衬底晶片加工过程中，研磨作业后需要进行退火处理，以去除加工过程中所残余的应力，并消除残余应力所引起的衬底形变。

退火前需对衬底进行清洗，将清洗干净后的衬底放入退火炉中进行高温退火。

退火后，衬底晶片表面时常会出现一些色差的缺陷区域，此缺陷由于目视可见，不符合出货要求，因此需要重新进行研磨加工或直接损失报废等处理，降低了生产效率。

因此本文目的为探究蓝宝石衬底退火后表面出现缺陷的分析，了解成因后即采取措施避免缺陷的发生。

关键词：蓝宝石衬底；退火；缺陷中图分类号：O786 文献标识码：A0 引言蓝宝石作为半导体GaN-Al 2O 3发光二极管（LED ）最为理想的衬底材料，被广泛应用于半导体LED 照明，因此促使蓝宝石衬底材料的需求量大增。

此外，蓝宝石凭借其一流的强度、耐磨耐摔和抗划伤性等特性，也应用于高端的手机领域，如手机的触控键、屏幕以及后盖镜头片等，这都促进蓝宝石用量的大幅提高。

蓝宝石衬底的加工先需要将蓝宝石单晶体用金刚石线切割成厚度约为800 μm 的线切片，再通过研磨和抛光工序将衬底加工成约650 μm 的薄片。

而研磨工序是蓝宝石最关键的环节，因该环节关系到蓝宝石的光洁度、平坦度、粗糙度等。

蓝宝石的研磨过程主要是以碳化硼为磨料，并加入水和分散剂形成浆料后，通过碳化硼磨料颗粒的机械磨削作用而达到研磨效果。

分散剂主要采用一种在分子内同时具有亲油性与亲水性两种相反性质的表面活性剂，可均匀分散那些难以溶解于液体的无机固体颗粒，同时也能防止固体颗粒凝聚沉降，达到悬浮磨料的效果；倘若磨料分布均匀，可以提高研磨速率和加工质量，但如果磨料分散不均匀则会容易造成晶片崩角（Chipping ）或是破裂，也容易造成刮伤（Scratch ）。

1.坯料制备：用于 GaN生长的蓝宝石单晶采用直拉法生长较好，总杂质量要小于晶内位错应小于105个/CM2。

5.化学腐蚀：为了完全消除研磨工序中产生的加工损伤层，
将衬底片放在耐热、耐酸的恒温容器中，用250
腐蚀去除厚度约1.5um，去除研磨中产生的加工损伤层。

6.液中抛光：在图 3 所示的抛光机上，将粘有衬底片的工作盘对称布置在锡铅合金抛光盘上，用东莞健行新材料科技有限公司生产的
抛光盘结构如图4所示，表面有矩形柑，棺顶有精细姗旋线，这样的结构使得在抛光时盘面上能够保存液中抛光所必需的抛光液。

盘面硬度，使工件与盘面更易吻合。

7. 清洗及环境:在衬底片加工中，每道工序都必须严格清洗，。

硅衬底LED超声波清洗机由来：硅衬底LED技术打开了我国LED产业自主发展的空间，生态圈已初步形成，并具备了大规模产业能力。

目前国际上商品化的GaN基LED均是蓝宝石衬底或Sic衬底上制造的。

但，通常GaN 基材料和器件外层主要生长在蓝宝石衬底上。

蓝宝石衬底有许多优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量好；其次，蓝宝石的稳定性好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。

深圳威固特VGT-4000SJH自动智能式超声波清洗机：该清洗机是专为硅衬底LED清洗而设计的超声波清洗设备。

整个工艺流程使用PLC编程控制，可根据清洗工艺要求，灵活设置动作参数。

采用全自动化运行过程，清洗效果好，溶剂保持洁净时间长，实现清洗流程的自动化作业，降低操作人员劳动强度，提高设备的生产能力和清洗效果。

深圳威固特VGT-4000SJH自动智能式超声波清洗机各部分功能：1.清洗槽：工件在清洗槽进行清洗，可将工件表面及缝隙中的油污、粉尘、指纹、汗渍等离子型污垢震落；2.漂洗槽：工件放入清洗槽后纯水进行漂洗；3.IPA槽：把残留在工件上的水经IPA脱除；4.进排液管路装置：用于进水与排放洗剂；5.过滤系统：从储液槽中泵抽取经过滤器过滤后，使清洁的溶液重新流回至清洗槽内；6.电器控制面板：控制整机的电气部分，集中控制清洗机的各项功能，保证整机功能的实现。

深圳威固特VGT-4000SJH自动智能式超声波清洗机清洗工艺流程和配置：清洗工艺流程：上料→洗剂清洗→RO清洗→RO清洗→IPA脱水→下料。

上下料装置：上料方式：以人工将洗篮放置在上料位，装好工件，上料位有感应器控制定位。

下料方式：单臂机械手将洗篮放在下料位,下料位有感应器提醒人取篮。

全自动机械臂部分：1、机械臂结构组成单臂型机械臂由机架、机械臂传动系统、吊臂、电气控制装置等组成。

2、机械臂基本结构及工作原理机架：全不锈钢制作的支撑架结构，焊接在设备底盘上，以保证机械强度及机械臂的稳定性。

蓝宝石衬底冲洗工艺店店旺营销软件站1、前言2、污染物杂质分类3、冲洗的设备仪器4、冲洗的工艺流程5、冲洗间的操作规范6、硫酸溶液的安全使用付星星2011-7-141，前言近二十年来，氮化镓基发光二极管（GaN-basedLEDs）获得了飞腾式发展，并实现了大规模的家产化生产。

GaN-basedLEDs因为其高效、节能、环保等优胜性能，将代替现有的白炽灯、荧光灯、卤化灯等而成为主流的固态照明工具。

但是，同质外延生长所用的高质量GaN衬底的价钱昂贵且远不可以知足大规模生产的需求。

现有的外延衬底大多数还是蓝宝石，因为蓝宝石与GaN资料存在晶格失配和热失配等弊端，这阻挡了GaN晶体质量的提升，进而致使了GaN发光器件性能的进一步提升。

大批研究表示，图形化蓝宝石衬底（PatternedSapphireSubstrate,PSS）有益于降低晶体的位错密度和应力开释，进而大大改良GaN晶体的质量和GaN基发光器件的性能。

当前，世界各国在图形化蓝宝石衬底（PSS）的制备工艺上还没有一个相对成熟和标准化的冲洗方法。

中镓半导体科技有限企业在蓝宝石衬底的冲洗方法长进行了大批的研究和改良。

在此，我们对蓝宝石衬底冲洗工艺中的仪器设备、工艺流程、操作规范及注意事项等进行了规范和总结。

2，污染物杂质分类蓝宝石制备需要有一些有机物和无机物参加达成，此外，在PSS的制备过程中老是在人的参加下在超净间进行，这样就不行防止的产生各样环境对蓝宝石及PSS污染的状况发生。

依据污染物发生的情况，大概可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及其余。

(1)颗粒颗粒主假如一些聚合物，光刻胶及刻蚀杂质等。

往常的颗粒粘附在晶片表面，依据颗粒与表面的粘附状况剖析，其粘附力主假如范德瓦尔斯吸引力，所以，对颗粒只需采纳物理或化学的方面进行消除，渐渐减少颗粒与晶片的接触面积，最后将其去除。

有机物有机物杂质在PSS制备中以多种形式存在，如人的皮肤油脂，净化室的空气、机械油、机硅树脂真空脂、光刻胶剩余物、冲洗溶剂等。