LED芯片制程中統計過程控制技術的應用

王飛

摘要：近年來，伴隨著科技水平的不斷提升，LED芯片逐漸成為了技術密集型企業中重要的組成部分，在制作過程中，由于該設備所涉及的工藝過程具有較高的復雜性，因此，在芯片制程的統計過程中對于控制技術具有較高的需求。本文以LED外延與芯片在生產線中對于SPC統計過程的相關控制技術的需求度、應用意義以及具體實施等問題入手，對于相關外延與應用模式進行了探究。

關鍵詞：統計過程；LED芯片；應用情況；實際價值

近年來，隨著科技水平的發展與提升，我國企業得到了良好的發展。其中，作為技術密集型企業之一，LED外延與芯片制造的相關企業也迎來了較大的發展空間。從工藝流程上而言，該公司產品的制造過程相對較為復雜，因此，對于工藝具有較高的控制難度[1]。相關研究表明，由于多個工藝在制造的過程中無法得到實時的驗證，因此，相關人員應將關鍵工序所涉及的數據以信息的形式進行呈現，從而有效實現芯片的測評、改進以及優化。在統計控制過程中，作為重要的技術之一，SPC以概率統計學作為核心，通過對于統計技術的應用，可以對質量特性值的具體數據進行測定、記錄以及有效評估，從而實現產品與服務可以與相關要求相符合[2]。在實際應用過程中，通過該技術的應用，一方面可以有效實現異常因素的預警，另一方面，通過對于過程的質量進行相應評價，可以有效進行過程的檢查，避免其脫離控制。

一、SPC技術的應用規劃

在LED外延以及芯片的相關生產線中實現SPC統計過程控制技術的有效實施，應首先對整體機制的目標進行確立，從而實現SPC操作平臺的建設，促進相關工作人員對于SPC技術掌握能力的有效提升，促進SPC資料管理體系的有效創建，并且實現對于金屬蒸鍍、MOCVD以及晶圓減薄等多個工序所具有的穩定性實現預先的控制。

二、SPC技術的具體實施

（一）控制點的識別與確定

作為具有獨立發光效果的光電器件之一，LED芯片主要是在藍寶石襯底上以外延制備、通過化學藥劑清洗，經過透明電極進行蒸發，實現光刻圖形與臺階刻蝕的方式實現保護層積淀，并通過研磨、切割以及分選測試等工序制備而成。在研究過程中，根據LED外延的生產工序及其對產品質量的影響效果，應主要選擇產品質量特性的主要形成過程，包括這個產品的性能、質量、功能以及生產成本等直接造成影響的過程，總的來說，包括金屬蒸鍍、ICP刻蝕以及MOCVD外延等工序[3]。在參考指標方面以金屬層厚度、刻蝕深度以及外延層厚度作為主要的參數。例如，作為LED芯片功能與結構的關鍵形成過程，ICP刻蝕工序對于產品的總體性能、質量以及可靠性等具有影響。同時，由于其刻蝕深度與發光二極管的關鍵特性具有密切的連續，因此，對于產品的質量具有重要影響，所以將其稱為SPC技術的關鍵工序。在刻蝕深度的影響因素方面，氣體流量、氣體配比、刻蝕時間以及相關功率等參數內容均可有效顯示出工序的具體運行狀態，對于參數的影響，則多數需要依靠后期對于參數的監控與測量來完成。

（二）統計控制狀態

1、判斷規則的選取與應用

在通過對控制用控制圖的使用來實現過程參數監控的過程中，為了確保監控效果，應對判斷規則進行制定，例如，針對超過控制限度之外的數據點，應將其判定為“失控”。在具體應用上，如果0.004的數據點中出現單調上升與下降情況的數據點數量大于七個，則證明該數據點出現是空的情況。

2、CPK值的評價

作為刻蝕工序的重要工藝參數之一，刻蝕深度所具有的公差的上下限相關數據的來源取自技術工藝相關文件[4]。在計算過程中，通過SPC數據工序來對其能力指數進行有效的計算，同時，通過直方圖，可以對該工藝參數所遵循的分布規律進行較為有效的判斷。

在實際計算中，若雙側均處于規范情況，則CPK值所采用的計算方法如下：

在這個過程中，對于標準偏差的計算公式如下：

若CPK的數值不滿足要求，則需對相關原因進行具體分析。若實際生產過程中標準偏差小于規范的1/10，則表示基本正常，否則就表示標準偏差較大。

3、控制圖與CPK出現異常時的解決思路

若控制圖與CPK出現異常，則相關分析思想主要可以分為5點：（1）在對失控原因進行查找的過程中，應首先排查目前存在的具有異常性的數據；（2）由于均值與計量值的控制圖均通過極差平均值進行計算，因此，應確保極差控制圖處于正常狀態，隨后，再對相關的控制圖進行分析；（3）在過程異常中，應綜合考慮“好”的異常與“壞”的異常等兩種情況，同時進行質量的分析工作。其中，對于“壞”的異常，企業應召開相應的分析討論會，通過對于操作員工與質量管理負責人進行召集，從機器、人員、物料、技術以及環節等多個方面進行入手，對可能潛在的問題進行一一列舉與驗證，并使用PDCA的方式進行相應的改進；（4）從工藝角度入手，有效實現測量數據信息標準偏差的縮小；（5）在改進工作完成后，對過程能力情況進行再次評價，以便進行分析用控制圖的制作，實現SPC控制過程的重新展開[5]。

結語：

在科技水平提升的推動下，企業有效地將SPC技術應用到了ICP工序中，從而實現了金屬蒸鍍、MOCVD以及晶圓減薄等多個工序中對于SPC操作平臺的有效建立，有效實現了LED外延與芯片相關生產線穩定性的提升，從而為公司生產技術質量的提升提供了保障，有利于企業的進一步發展。

參考文獻

[1]何昀，陳亮，呂衛文，吳懿平.電極結構對倒裝LED芯片漏電的影響[J].電子工藝技術，2017，38（05）：249-253.

[2]劉芳嬌，熊新華，王琦，肖強，章玲涓.基于多芯片內連接的高壓LED芯片封裝關鍵技術研究[J].新材料產業，2018（11）：50-54.

[3]羅明浩，肖龍，俞理云，陳巖，李炳乾.藍光LED芯片波長對COB光源顏色一致性的影響[J].半導體技術，2018，43（11）：823-827.

[4]周婷，馬介淵，張震.一種有效提升小尺寸LED芯片產品可靠性的劈裂方式[J].現代信息科技，2018，2（05）：40-41.

[5]姜雨彤.LED封裝行業研究——LED行業迎來景氣期，LED封裝環節為產業鏈風險較低環節[J].電氣時代，2017（10）：26-33.

（作者單位：南寧富桂精密工業有限公司）