Hoe worden LED-chips vervaardigd?

Wat is een LED-chip? Dus wat zijn de kenmerken ervan? De productie van LED-chips is vooral gericht op het produceren van effectieve en betrouwbare laagohmige contactelektroden, die de relatief kleine spanningsval tussen contactmaterialen kunnen opvangen en soldeervlakken kunnen bieden, terwijl ze zoveel mogelijk licht uitstralen. Het filmoverdrachtsproces 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 algemeen gebruikte contactmetalen van het P-type omvatten legeringen zoals AuBe en AuZn, terwijl het contactmetaal aan de N-zijde vaak is gemaakt van een AuGeNi-legering. De na het coaten gevormde legeringslaag moet ook het lichtemitterende gebied zoveel mogelijk blootstellen door middel van fotolithografietechnologie, zodat de resterende legeringslaag kan voldoen aan de eisen van effectieve en betrouwbare laagohmige contactelektroden en soldeerdraadkussentjes. Nadat het fotolithografieproces is voltooid, wordt ook een legeringsproces uitgevoerd, meestal onder 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 het elektrodeproces voor blauwgroene chips complexer is, moeten er uiteraard passivatiefilmgroei- en plasma-etsprocessen worden toegevoegd.

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 productie van LED's, de belangrijkste elektrische eigenschappen ervan afgerond en verandert de chipproductie niets aan de kernkarakteristiek ervan. Ongepaste omstandigheden tijdens coating- en legeringsprocessen kunnen echter slechte elektrische parameters veroorzaken. Lage of hoge legeringstemperaturen kunnen bijvoorbeeld een slecht ohms contact veroorzaken, wat de belangrijkste reden is voor de hoge voorwaartse spanningsval VF bij de productie van chips. Na het snijden kan het uitvoeren van enkele corrosieprocessen op 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 een grote hoeveelheid puinpoeder achterblijft aan de rand van de chip. 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 en virtueel solderen van de voorste soldeerlijnen veroorzaken. Als het aan de achterkant zit, veroorzaakt het ook een hoge drukval. Tijdens het chipproductieproces kunnen methoden zoals het opruwen van het oppervlak en het snijden in omgekeerde trapeziumvormige structuren de lichtintensiteit verhogen.

Waarom zijn LED-chips verdeeld in verschillende maten? Wat zijn de effecten van grootte op de foto-elektrische prestaties van LED?
De grootte van LED-chips kan worden onderverdeeld in chips met laag vermogen, chips met gemiddeld vermogen en chips met hoog vermogen, afhankelijk van hun 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 aan de normen voldoet, kunnen kleine chips de output van de eenheid verhogen en de kosten verlagen, en zullen de opto-elektronische prestaties geen fundamentele veranderingen ondergaan. De stroom die door een chip wordt gebruikt, houdt feitelijk verband met de stroomdichtheid die er doorheen vloeit. Een kleine chip verbruikt minder stroom, terwijl een grote chip meer stroom verbruikt. Hun eenheidsstroomdichtheid is in principe hetzelfde. Aangezien warmteafvoer het belangrijkste 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 typische gebied van LED-chips met hoog vermogen? Waarom?
LED-chips met hoog vermogen die voor wit licht worden gebruikt, zijn over het algemeen op de markt verkrijgbaar met een vermogen van ongeveer 40 miljoen, en het stroomverbruik van chips met hoog vermogen verwijst over het algemeen naar een elektrisch vermogen van meer dan 1 W. Vanwege het feit dat de kwantumefficiëntie over het algemeen minder dan 20% bedraagt, wordt de meeste elektrische energie omgezet in warmte-energie, dus de warmtedissipatie van krachtige chips is erg belangrijk en vereist dat chips een groot oppervlak hebben.

Wat zijn de verschillende vereisten voor het chipproces en de verwerkingsapparatuur voor de productie van GaN epitaxiale materialen in vergelijking met GaP, GaAs en InGaAlP? Waarom?
De substraten van gewone rode en gele LED-chips en quaternaire rode en gele chips met hoge helderheid zijn gemaakt van samengestelde halfgeleidermaterialen zoals GaP en GaAs, en kunnen over het algemeen tot N-type substraten worden gemaakt. Voor fotolithografie wordt een nat proces gebruikt, waarna diamantslijpschijven worden gebruikt om spanen te snijden. De blauwgroene chip van GaN-materiaal maakt gebruik van een saffiersubstraat. Vanwege de isolerende aard van het saffiersubstraat kan het niet als één elektrode van de LED worden gebruikt. Daarom moeten beide P/N-elektroden gelijktijdig op het epitaxiale oppervlak worden vervaardigd door middel van een droog etsproces, en moeten er enkele passivatieprocessen worden uitgevoerd. Vanwege de hardheid van saffier is het moeilijk om deze met een diamantslijpschijf in spanen te snijden. Het productieproces is over het algemeen complexer en ingewikkelder dan LED's gemaakt van GaP- of GaAs-materialen.

Wat zijn de structuur en kenmerken van de ‘transparante elektrode’-chip?
De zogenaamde transparante elektrode moet geleidend en transparant zijn. 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. Maak bij het maken eerst een ohmse elektrode op het oppervlak van de chip, bedek het oppervlak vervolgens met een laag ITO en plaats een laag soldeerkussentje op het ITO-oppervlak. Op deze manier wordt de stroom die uit de leiding komt gelijkmatig verdeeld over elke ohmse contactelektrode via de ITO-laag. Tegelijkertijd kan ITO, omdat de brekingsindex tussen die van lucht en epitaxiale materialen ligt, de hoek van de lichtemissie en de lichtstroom vergroten.

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 chip- en verpakkingstechnologieën moeten echter nog steeds worden verbeterd, en op het gebied van chips moeten we ons ontwikkelen in de richting van een hoog vermogen, een hoge lichtefficiëntie en een lagere thermische weerstand. Het vergroten van het vermogen betekent een toename van de stroom die door de chip wordt gebruikt, en een directere manier is om de chipgrootte te vergroten. De veelgebruikte chips met hoog vermogen zijn ongeveer 1 mm x 1 mm, met een stroomsterkte van 350 mA. Door de toename van het stroomverbruik is warmteafvoer een prominent probleem geworden, en nu is dit probleem feitelijk opgelost door de methode van chip-inversie. Met de ontwikkeling van LED-technologie zal de toepassing ervan op het gebied van verlichting voor ongekende kansen en uitdagingen komen te staan.

Wat is een “flip-chip”? Wat is de structuur ervan? Wat zijn de voordelen ervan?
Blauwe LED maakt meestal gebruik van Al2O3-substraat, dat een hoge hardheid en een lage thermische en elektrische geleidbaarheid heeft. Als een positieve structuur wordt gebruikt, zal dit enerzijds antistatische problemen met zich meebrengen, en anderzijds zal warmteafvoer ook een groot probleem worden onder hoge stroomomstandigheden. Ondertussen wordt, doordat de positieve elektrode naar boven gericht is, een deel van het licht geblokkeerd, wat resulteert in een afname van de lichtefficiëntie. Blauwe LED's met een hoog vermogen kunnen een effectievere lichtopbrengst bereiken via chip-inversietechnologie dan traditionele verpakkingstechnologie.
De reguliere omgekeerde structuurmethode is nu om eerst grote blauwe LED-chips te maken met geschikte eutectische soldeerelektroden, en tegelijkertijd een iets groter siliciumsubstraat te bereiden dan de blauwe LED-chip, en vervolgens een gouden geleidende laag te maken en draad uit te voeren. laag (ultrasone gouddraad-kogelsoldeerverbinding) voor eutectisch solderen erop. Vervolgens wordt de krachtige blauwe LED-chip met behulp van eutectische soldeerapparatuur op het siliciumsubstraat gesoldeerd.
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. Doordat het omgekeerde saffiersubstraat naar boven is gericht, wordt het het lichtuitstralende oppervlak en is saffier transparant, waardoor het probleem van lichtemissie wordt opgelost. Bovenstaande betreft de relevante kennis van LED-technologie. Wij geloven dat toekomstige LED-lampen met de ontwikkeling van wetenschap en technologie steeds efficiënter zullen worden en dat hun levensduur aanzienlijk zal worden verbeterd, wat ons meer gemak zal opleveren.


Posttijd: 25 september 2024