Hoe worden LED-chips vervaardigd?

Wat is een LED-chip? Dus wat zijn de kenmerken ervan? Het belangrijkste doel van de productie van LED-chips is het vervaardigen van effectieve en betrouwbare contactelektroden met een lage ohm, en het voldoen aan de relatief kleine spanningsval tussen contacteerbare materialen en het bieden van drukkussens voor soldeerdraden, terwijl de hoeveelheid lichtopbrengst wordt gemaximaliseerd. Het cross-filmproces maakt over het algemeen gebruik van een vacuümverdampingsmethode. Onder een hoog vacuüm van 4 Pa ​​wordt het materiaal gesmolten door weerstandsverwarming of elektronenstraalbombardementverwarmingsmethode, en BZX79C18 wordt omgezet in metaaldamp en onder lage druk op het oppervlak van het halfgeleidermateriaal afgezet.
De veelgebruikte P-type contactmetalen omvatten legeringen zoals AuBe en AuZn, terwijl het contactmetaal aan de N-zijde vaak gemaakt is van een AuGeNi-legering. De na het coaten gevormde legeringslaag moet ook zoveel mogelijk in het luminescerende gebied worden blootgesteld door middel van een fotolithografisch proces, zodat de resterende legeringslaag kan voldoen aan de eisen van effectieve en betrouwbare laagohmige contactelektroden en soldeerdraaddrukkussens. Nadat het fotolithografieproces is voltooid, moet het ook het legeringsproces doorlopen, dat meestal wordt uitgevoerd onder de bescherming van H2 of N2. De tijd en temperatuur van het legeren worden gewoonlijk bepaald door factoren zoals de kenmerken van halfgeleidermaterialen en de vorm van de legeringsoven. Als de blauwgroene en andere chipelektrodeprocessen complexer zijn, is het uiteraard noodzakelijk om passivatiefilmgroei, plasma-etsprocessen, enz. toe te voegen.
Welke processen hebben bij het productieproces van LED-chips een aanzienlijke invloed op hun opto-elektronische prestaties?
Over het algemeen zijn, na de voltooiing van de epitaxiale LED-productie, de belangrijkste elektrische prestaties voltooid en verandert de chipproductie niets aan de aard van de kernproductie. Ongepaste omstandigheden tijdens het coating- en legeringsproces kunnen er echter voor zorgen dat sommige elektrische parameters slecht zijn. Lage of hoge legeringstemperaturen kunnen bijvoorbeeld een slecht ohms contact veroorzaken, wat de belangrijkste oorzaak is van hoge voorwaartse spanningsval VF bij de productie van chips. Na het snijden kunnen sommige corrosieprocessen aan de randen van de chip nuttig zijn bij het verbeteren van de omgekeerde lekkage van de chip. Dit komt omdat er na het snijden met een diamantslijpschijf veel resterend vuil en poeder aan de rand van de chip achterblijft. Als deze deeltjes aan de PN-overgang van de LED-chip blijven plakken, veroorzaken ze elektrische lekkage en zelfs defecten. Bovendien, als de fotoresist op het oppervlak van de chip niet netjes wordt afgepeld, zal dit problemen veroorzaken bij frontsolderen en virtueel solderen. Als het aan de achterkant zit, veroorzaakt het ook een hoge drukval. Tijdens het chipproductieproces kunnen oppervlakteruwen en trapeziumvormige structuren worden gebruikt om de lichtintensiteit te verhogen.
Waarom moeten LED-chips in verschillende maten worden verdeeld? Wat is de impact van de grootte op de opto-elektronische prestaties van LED's?
LED-chips kunnen op basis van vermogen worden onderverdeeld in chips met laag vermogen, chips met gemiddeld vermogen en chips met hoog vermogen. Volgens de eisen van de klant kan het worden onderverdeeld in categorieën zoals enkelbuisniveau, digitaal niveau, dotmatrixniveau en decoratieve verlichting. Wat de specifieke grootte van de chip betreft, deze hangt af van het feitelijke productieniveau van verschillende chipfabrikanten en er zijn geen specifieke vereisten. Zolang het proces wordt doorlopen, kan de chip de output van de eenheid verhogen en de kosten verlagen, en zullen de foto-elektrische prestaties geen fundamentele veranderingen ondergaan. De stroom die door een chip wordt gebruikt, houdt feitelijk verband met de stroomdichtheid die door de chip stroomt. Een kleine chip gebruikt minder stroom, terwijl een grote chip meer stroom verbruikt, en hun stroomdichtheid per eenheid is in principe hetzelfde. Aangezien warmteafvoer het grootste probleem is bij hoge stroomsterkte, is de lichtopbrengst lager dan die bij lage stroomsterkte. Aan de andere kant zal, naarmate het oppervlak groter wordt, de lichaamsweerstand van de chip afnemen, wat resulteert in een afname van de voorwaartse geleidingsspanning.

Wat is het algemene oppervlak van LED-chips met hoog vermogen? Waarom?
LED-chips met hoog vermogen die voor wit licht worden gebruikt, worden over het algemeen op de markt gezien met een vermogen van ongeveer 40 miljoen, en het vermogen dat wordt gebruikt voor chips met hoog vermogen verwijst over het algemeen naar een elektrisch vermogen van meer dan 1 W. Omdat de kwantumefficiëntie over het algemeen minder dan 20% bedraagt, wordt de meeste elektrische energie omgezet in thermische energie. Warmtedissipatie is dus belangrijk voor chips met een hoog vermogen, waardoor ze een groot oppervlak moeten hebben.
Wat zijn de verschillende vereisten voor chiptechnologie en verwerkingsapparatuur voor de productie van GaN epitaxiale materialen vergeleken met GaP, GaAs en InGaAlP? Waarom?
De substraten van gewone rode en gele LED-chips en quaternaire rode en gele chips met hoge helderheid maken beide gebruik van samengestelde halfgeleidermaterialen zoals GaP en GaAs, en kunnen over het algemeen tot N-type substraten worden gemaakt. Met behulp van een nat proces voor fotolithografie en later in spanen snijden met behulp van diamantslijpschijven. De blauwgroene chip van GaN-materiaal maakt gebruik van een saffiersubstraat. Vanwege het isolerende karakter van het saffiersubstraat kan het niet als LED-elektrode worden gebruikt. Daarom moeten beide P/N-elektroden op het epitaxiale oppervlak worden aangebracht door middel van droog etsen en moeten enkele passivatieprocessen worden uitgevoerd. Vanwege de hardheid van saffier is het moeilijk om spanen te snijden met diamantslijpschijven. Het productieproces is over het algemeen complexer dan dat van GaP- en GaAs-materialenLED-schijnwerpers.

Wat is de structuur en kenmerken van een ‘transparante elektrode’-chip?
De zogenaamde transparante elektrode moet elektriciteit kunnen geleiden en licht kunnen doorlaten. Dit materiaal wordt nu veel gebruikt in productieprocessen voor vloeibare kristallen en de naam is indiumtinoxide, afgekort als ITO, maar het kan niet als soldeerkussen worden gebruikt. Bij het maken is het noodzakelijk om eerst een ohmse elektrode op het oppervlak van de chip aan te brengen, vervolgens het oppervlak te bedekken met een laag ITO en vervolgens een laag soldeerpads op het ITO-oppervlak aan te brengen. Op deze manier wordt de stroom die uit de geleidingsdraad komt gelijkmatig verdeeld over de ITO-laag naar elke ohmse contactelektrode. Tegelijkertijd kan, omdat de brekingsindex van ITO tussen de lucht en de brekingsindex van het epitaxiale materiaal ligt, de lichthoek worden vergroot, en kan ook de lichtstroom worden vergroot.

Wat is de reguliere ontwikkeling van chiptechnologie voor halfgeleiderverlichting?
Met de ontwikkeling van halfgeleider-LED-technologie neemt de toepassing ervan op het gebied van verlichting ook toe, vooral de opkomst van witte LED, die een hot topic is geworden in halfgeleiderverlichting. De belangrijkste chips en verpakkingstechnologieën moeten echter nog worden verbeterd, en de ontwikkeling van chips moet zich richten op een hoog vermogen, een hoge lichtefficiëntie en het verminderen van de thermische weerstand. Het vergroten van het vermogen betekent het vergroten van de gebruiksstroom van de chip, en een directere manier is het vergroten van de chipgrootte. De veelgebruikte chips met hoog vermogen zijn ongeveer 1 mm x 1 mm groot en hebben een gebruiksstroom van 350 mA. Door de toename van de gebruiksstroom is warmteafvoer een prominent probleem geworden. De methode van chip-inversie heeft dit probleem feitelijk opgelost. Met de ontwikkeling van LED-technologie zal de toepassing ervan op verlichtingsgebied met ongekende kansen en uitdagingen worden geconfronteerd.
Wat is een omgekeerde chip? Wat is de structuur ervan en wat zijn de voordelen ervan?
Blauwlicht-LED's gebruiken meestal Al2O3-substraten, die een hoge hardheid, lage thermische geleidbaarheid en elektrische geleidbaarheid hebben. Als een formele structuur wordt gebruikt, zal dit enerzijds antistatische problemen met zich meebrengen, en anderzijds zal warmteafvoer ook een groot probleem worden onder hoge stroomomstandigheden. Tegelijkertijd zal deze, doordat de positieve elektrode naar boven gericht is, een deel van het licht blokkeren en de lichtopbrengst verminderen. Krachtige blauwlicht-LED's kunnen door middel van chip-flip-technologie een effectievere lichtopbrengst bereiken dan traditionele verpakkingstechnieken.
De huidige mainstream omgekeerde structuurbenadering is om eerst grote blauwlicht-LED-chips te vervaardigen met geschikte eutectische laselektroden, en tegelijkertijd een siliciumsubstraat te bereiden dat iets groter is dan de blauwlicht-LED-chip, en daarbovenop een goud geleidende laag voor eutectisch lassen en een lead-out laag (ultrasone gouddraad kogelsoldeerverbinding). Vervolgens worden krachtige blauwe LED-chips aan elkaar gesoldeerd met siliciumsubstraten met behulp van eutectische lasapparatuur.
Het kenmerk van deze structuur is dat de epitaxiale laag rechtstreeks in contact komt met het siliciumsubstraat en dat de thermische weerstand van het siliciumsubstraat veel lager is dan die van het saffiersubstraat, waardoor het probleem van warmtedissipatie goed is opgelost. Vanwege het feit dat het saffiersubstraat na omkering naar boven is gericht en het emitterende oppervlak wordt, is de saffier transparant, waardoor het probleem van het emitteren van licht wordt opgelost. Bovenstaande betreft de relevante kennis van LED-technologie. Ik geloof dat met de ontwikkeling van wetenschap en technologie,LED-verlichtingzullen in de toekomst steeds efficiënter worden en hun levensduur zal aanzienlijk worden verbeterd, wat ons meer gemak oplevert.


Posttijd: 06 mei 2024