ＬＥＤ芯片工艺集成系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术提供了ＬＥＤ芯片工艺集成系统及其处理方法，所述工艺集成系统包括：装载卸载装置，用于装载或卸载待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板；真空传输装置，用于提供真空传输环境以传输所述待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板；至少一个外延层沉积腔室，位于所述真空传输装置周沿，所述外延层沉积腔室用于对所述待处理的ＬＥＤ基板进行外延层沉积；至少一个预处理腔室，用于对所述待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板进行预处理。本发明专利技术提高了ＬＥＤ基板的外延层沉积工艺的生产效率，提高了ＬＥＤ芯片的生产效率和ＬＥＤ芯片的产量，降低了ＬＥＤ芯片的成本，提高了外延层沉积腔室的使用寿命和利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种LED芯片工艺集成系统及其处理方法。
技术介绍
随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，继半导体 技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命-照明革命，其标志是半导体灯将 逐步替代白炽灯和荧光灯。而寿命可以延长100倍。因此半导体照明具有节能、长寿命、环 保等优点。请参考图1，为现有的LED芯片器件结构示意图。所述LED芯片包括LED基板10， 所述LED基板10的材质为蓝宝石；N型GaN层11，所述N型GaN层11位于所述LED基板 10上；多量子阱有源层12，位于所述N型GaN层11上；P型GaN层13，位于所述多量子阱有 源层12上；导电层14，位于所述P型GaN层13上；P型GaN电极层15，位于所述导电层14 上；N型GaN电极层16，位于所述N型GaN层11上；保护层17，位于所述N型GaN电极层16 和P型GaN电极层15之间，所述保护层17覆盖所述导电层14。为了便于说明，将所述N型GaN层11、多量子阱有源层12、P型GaN层13称为外 延层。所述外延层通常利用外延层沉积设备制作。现有的外延层沉积设备在制作所述外 延层时，首先将LED基板从洁净室放置于外延层沉积设备的装载卸载装置；然后进行抽真 空步骤，将所述LED基板从所述装载卸载装置放置于所述外延层沉积设备的外延层沉积腔 室；接着利用所述外延层沉积腔室进行加热步骤，即将所述LED基板从室温(10 30摄氏 度)升至高温，所述高温范围为800 1300摄氏度；然后利用所述外延层沉积腔室进行外 延层沉积步骤，所述外延层沉积步骤包括沉积所述图1所示的N型GaN层11、多量子阱有源 层12、P型GaN层13 ；接着利用所述外延层沉积腔室对沉积了外延层的LED基板进行冷却 步骤，即将所述LED基板从所述高温降至室温；接着再次进行抽真空动作，将所述LED基板 放置于所述装载卸载装置；最后将所述LED基板移至洁净室，从而完成所述LED基板的外延 层沉积。按照现有技术，在外延层沉积后，需要将LED基板从洁净室放置于导电层沉积设 备的装载卸载装置，进行导电层沉积。具体地，包括首先进行抽真空步骤，将所述LED基板 从洁净室放置于导电层沉积设备的导电层沉积腔室；接着利用所述导电层沉积腔室进行加 热，即使所述LED基板从室温升至200 500摄氏度；然后利用所述导电层沉积腔室进行导 电层沉积步骤；接着利用所述导电层沉积腔室进行冷却步骤，将所述LED基板冷却至室温； 然后再次进行抽真空动作，将所述LED基板放置于所述装载卸载装置；最后将所述LED基板 移至洁净室，从而完成所述LED基板的导电层沉积。在实际中发现，现有技术至少存在以下问题第一，所述外延层沉积腔室沉积外延层的时间较长，通常为3 6小时，影响了外 延层沉积设备的生产效率，从而影响了 LED芯片的生产效率，从而使得现有的LED芯片的产量不高，也造成了现有的LED芯片的价格较贵；第二，在外延层沉积腔室开始沉积外延层前和外延层沉积后，分别需要对LED基 板进行加热和冷却的步骤，而现有的加热步骤和冷却步骤利用所述外延层沉积腔室进行， 这占用了所述外延层沉积腔室用于沉积外延层的时间，进一步降低了现有的外延层沉积设 备的生产效率，影响LED芯片的产量，也增加了 LED芯片的成本；第三，利用所述外延层沉积腔室进行所述加热步骤和降温步骤，反复的升温和降 温缩短了所述外延层沉积腔室的使用寿命，需要经常对所述外延层沉积腔室进行维护，降 低了所述外延层沉积设备的利用率(uptime)，无法满足实际的需要；第四，外延层沉积设备和导电层沉积设备独立设置，使得LED基板在进入和离开 所述外延层沉积设备和导电层沉积设备之前，需要进行至少4次抽真空的动作，降低LED基 板的生产效率和LED基板的产量；并且LED基板从所述外延层沉积设备移至导电层时，需要 暴露在洁净室中，使得洁净室中的有机污染物、无机污染物和水蒸气可能污染外延层，从而 影响导电层与外延层之间的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LED芯片工艺集成系统及其处理方法，以解决现有技术 中存在的LED芯片的外延层沉积工艺的生产效率低下且生产成本高的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种LED芯片工艺集成系统，包括装载卸载装置，用于装载或卸载待处理的或处理完毕的LED基板；真空传输装置，用于提供真空传输环境以传输所述待处理的或处理完毕的LED基 板；至少一个外延层沉积腔室，位于所述真空传输装置周沿，所述外延层沉积腔室用 于对所述待处理的LED基板进行外延层沉积；至少一个预处理腔室，用于对所述待处理的或处理完毕的LED基板进行预处理。可选地，所述预处理腔室位于所述真空传输装置周沿，用于对所述待处理的LED 基板进行加热、清洁或冷却处理或对所述处理完毕的LED基板进行冷却处理。可选地，所述预处理腔室设置有加热台，所述加热台用于对LED基板进行加热处 理，使得所述LED基板从第一温度升至第二温度。可选地，所述第一温度的温度范围为10 30摄氏度，所述第二温度的温度范围为 700 1300摄氏度。可选地，所述预处理腔室设置有至少一个进风口和至少一个出风口，所述进风口 用于通入还原性气体或保护性气体的中的一种或多种，所述还原性气体或保护性气体用于 对LED基板进行清洁处理。可选地，所述还原性气体为氢气或氨气，所述保护性气体为惰性气体或氮气中的 一种或多种。可选地，所述预处理腔室设置有温控装置，所述温控装置用于控制所述加热台在 5 15分钟内将所述LED基板从所述第一温度加热至所述第二温度，且使所述LED基板保 持所述第二温度1 25分钟；在所述LED基板保持所述第二温度时，所述进风口用于通入所述还原性气体或保护性气体的一种或多种。可选地，所述外延层沉积腔室的沉积时间范围为0. 5 6. 5小时。可选地，所述预处理腔室与所述外延层沉积腔室的数目的比例范围为1/2 1/5。可选地，所述预处理腔室与所述外延层沉积腔室的数目的比例为1/3。可选地，还包括导电层沉积腔室，位于所述真空传输装置和外延层沉积腔室的周 沿，所述导电层沉积腔室用于沉积导电层。可选地，所述真空传输装置的形状为线性，所述装载卸载装置、预处理腔室、外延 层沉积腔室和导电层沉积腔室线性排布于所述真空传输装置周沿。可选地，所述真空传输装置的形状为多边形或圆形，所述装载卸载装置、预处理腔 室、外延层沉积腔室和导电层沉积腔室位于所述真空传输装置周沿。可选地，所述预处理腔室与所述真空传输装置相连接，所述导电层沉积腔室与所 述预处理腔室线性连接，所述导电层沉积腔室位于所述预处理腔室的远离所述真空传输装 置的一侧。可选地，所述导电层为金属层或透明导电层，所述金属层为金镍合金、金钛合金或 其他金属中的一种或多种，所述透明导电层为iT0、ai0中的一种或多种。可选地，所述外延层沉积腔室与所述导电层沉积腔室分别设置有独立的排气系 统。可选地，所述导电层沉积腔室的沉积时间范围为10 40分钟。可选地，所述外延层沉积腔室的数目与导电层沉积腔室的数目的比例范围为 2/1 12/1。可选地，所述外延层沉积腔室的数目与导电层沉积腔室的数目的比例范围为 4/1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ芯片工艺集成系统，包括：装载卸载装置，用于装载或卸载待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板；真空传输装置，用于提供真空传输环境以传输所述待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板；其特征在于，还包括：至少一个外延层沉积腔室，位于所述真空传输装置周沿，所述外延层沉积腔室用于对所述待处理的ＬＥＤ基板进行外延层沉积；至少一个预处理腔室，用于对所述待处理的或处理完毕的ＬＥＤ基板进行预处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：奚明，
申请(专利权)人：理想能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]