Como se fabrican os chips LED?

Que é un chip LED? Entón, cales son as súas características? A fabricación de chips LED está dirixida principalmente a producir electrodos de contacto de baixa óhmica eficaces e fiables, que poden facer fronte á caída de tensión relativamente pequena entre os materiais de contacto e proporcionar almofadas de soldadura, ao tempo que emiten a maior cantidade de luz posible. O proceso de transferencia de película xeralmente usa o método de evaporación ao baleiro. Baixo un baleiro alto de 4 Pa, o material derrétese mediante o método de quecemento por resistencia ou o método de quecemento por bombardeo de feixe de electróns, e BZX79C18 transfórmase en vapor de metal e deposítase na superficie do material semicondutor a baixa presión.
Os metais de contacto de tipo P de uso común inclúen aliaxes como AuBe e AuZn, mentres que o metal de contacto do lado N adoita estar feito de aliaxe AuGeNi. A capa de aliaxe formada despois do revestimento tamén debe expoñer a área de emisión de luz o máximo posible mediante a tecnoloxía de fotolitografía, para que a capa de aliaxe restante poida cumprir os requisitos de electrodos de contacto de baixo óhmio efectivos e fiables e almofadas de fíos de soldadura. Despois de completar o proceso de fotolitografía, tamén se realiza un proceso de aliaxe, normalmente baixo a protección de H2 ou N2. O tempo e a temperatura da aliaxe adoitan estar determinados por factores como as características dos materiais semicondutores e a forma do forno de aliaxe. Por suposto, se o proceso de electrodos para chips azul-verde é máis complexo, hai que engadir procesos de crecemento da película de pasivación e gravado por plasma.

No proceso de fabricación de chips LED, que procesos teñen un impacto significativo no seu rendemento optoelectrónico?
En xeral, despois de completar a produción de LED epitaxial, as súas principais propiedades eléctricas foron finalizadas e a fabricación de chips non cambia a súa natureza básica. Non obstante, condicións inadecuadas durante os procesos de revestimento e aliaxe poden causar algúns parámetros eléctricos deficientes. Por exemplo, as temperaturas de aliaxe baixas ou altas poden causar un contacto óhmico deficiente, que é o principal motivo da alta caída de tensión directa VF na fabricación de chips. Despois de cortar, realizar algúns procesos de corrosión nos bordos do chip pode ser útil para mellorar a fuga inversa do chip. Isto débese a que despois de cortar cunha lámina de moa de diamante, quedará unha gran cantidade de restos en po no bordo do chip. Se estas partículas se adhiren á unión PN do chip LED, provocarán fugas eléctricas e mesmo avarías. Ademais, se o fotorresistente na superficie do chip non se pela limpamente, provocará dificultades e soldadura virtual das liñas de soldadura dianteiras. Se está na parte traseira, tamén provocará unha alta caída de presión. Durante o proceso de produción de chip, métodos como a rugosidade superficial e o corte en estruturas trapezoidais invertidas poden aumentar a intensidade da luz.

Por que os chips LED se dividen en diferentes tamaños? Cales son os efectos do tamaño no rendemento fotoeléctrico do LED?
O tamaño dos chips LED pódese dividir en chips de baixa potencia, chips de potencia media e chips de alta potencia segundo a súa potencia. Segundo os requisitos do cliente, pódese dividir en categorías como nivel de tubo único, nivel dixital, nivel de matriz de puntos e iluminación decorativa. En canto ao tamaño específico do chip, depende do nivel de produción real dos diferentes fabricantes de chips e non hai requisitos específicos. Mentres o proceso estea ao estándar, os chips pequenos poden aumentar a produción unitaria e reducir os custos, e o rendemento optoelectrónico non sufrirá cambios fundamentais. A corrente utilizada por un chip está en realidade relacionada coa densidade de corrente que circula por el. Un chip pequeno usa menos corrente, mentres que un chip grande usa máis corrente. A súa densidade de corrente unitaria é basicamente a mesma. Tendo en conta que a disipación de calor é o principal problema con correntes altas, a súa eficiencia luminosa é menor que a baixa corrente. Por outra banda, a medida que aumenta a área, a resistencia do corpo do chip diminuirá, resultando unha diminución da tensión de condución directa.

Cal é a zona típica dos chips LED de alta potencia? Por que?
Os chips LED de alta potencia utilizados para a luz branca están xeralmente dispoñibles no mercado a uns 40 mil, e o consumo de enerxía dos chips de alta potencia refírese xeralmente á enerxía eléctrica superior a 1 W. Debido ao feito de que a eficiencia cuántica é xeralmente inferior ao 20%, a maior parte da enerxía eléctrica convértese en enerxía térmica, polo que a disipación de calor dos chips de alta potencia é moi importante e require que os chips teñan unha gran área.

Cales son os diferentes requisitos para o proceso de chip e os equipos de procesamento para a fabricación de materiais epitaxiais de GaN en comparación con GaP, GaAs e InGaAlP? Por que?
Os substratos dos chips vermellos e amarelos LED comúns e os chips vermellos e amarelos cuaternarios de alto brillo están feitos de materiais semicondutores compostos como GaP e GaAs, e xeralmente pódense converter en substratos de tipo N. O proceso húmido utilízase para a fotolitografía, e despois utilízanse as láminas de moa de diamante para cortar en chip. O chip azul-verde feito de material GaN utiliza un substrato de zafiro. Debido á natureza illante do substrato de zafiro, non se pode usar como un electrodo do LED. Polo tanto, ambos os electrodos P/N deben fabricarse simultáneamente na superficie epitaxial mediante un proceso de gravado en seco e deben levarse a cabo algúns procesos de pasivación. Debido á dureza do zafiro, é difícil cortalo en chips cunha folla de moa de diamante. O seu proceso de fabricación é xeralmente máis complexo e complexo que os LED feitos con materiais GaP ou GaAs.

Cales son a estrutura e as características do chip "electrodo transparente"?
O chamado electrodo transparente debe ser condutor e transparente. Este material agora úsase amplamente nos procesos de produción de cristais líquidos e o seu nome é óxido de indio estaño, abreviado como ITO, pero non se pode usar como almofada de soldadura. Ao facer, primeiro faga un electrodo óhmico na superficie do chip, despois cubra a superficie cunha capa de ITO e coloque unha capa de almofada de soldadura na superficie de ITO. Deste xeito, a corrente que baixa do cable distribúese uniformemente a cada electrodo de contacto óhmico a través da capa ITO. Ao mesmo tempo, o ITO, debido a que o seu índice de refracción está entre o do aire e os materiais epitaxiais, pode aumentar o ángulo de emisión de luz e o fluxo luminoso.

Cal é o desenvolvemento principal da tecnoloxía de chip para a iluminación de semicondutores?
Co desenvolvemento da tecnoloxía LED de semicondutores, a súa aplicación no campo da iluminación tamén está aumentando, especialmente a aparición do LED branco, que se converteu nun tema candente na iluminación de semicondutores. Non obstante, aínda hai que mellorar as tecnoloxías clave de chips e envases e, en termos de chips, debemos desenvolvernos cara a unha alta potencia, unha alta eficiencia lumínica e unha resistencia térmica reducida. Aumentar a potencia significa un aumento da corrente utilizada polo chip, e unha forma máis directa é aumentar o tamaño do chip. Os chips de alta potencia de uso común son de aproximadamente 1 mm × 1 mm, cunha corrente de 350 mA. Debido ao aumento do uso actual, a disipación de calor converteuse nun problema destacado, e agora este problema resolveuse basicamente mediante o método de inversión do chip. Co desenvolvemento da tecnoloxía LED, a súa aplicación no campo da iluminación enfrontarase a oportunidades e desafíos sen precedentes.

Que é un “flip chip”? Cal é a súa estrutura? Cales son as súas vantaxes?
O LED azul adoita empregar un substrato de Al2O3, que ten alta dureza, baixa condutividade térmica e eléctrica. Se se utiliza unha estrutura positiva, por unha banda, traerá problemas antiestáticos e, por outra banda, a disipación da calor tamén se converterá nun problema importante en condicións de alta corrente. Mentres tanto, debido ao electrodo positivo mirando cara arriba, unha parte da luz bloquearase, o que provocará unha diminución da eficiencia luminosa. O LED azul de alta potencia pode conseguir unha saída de luz máis eficaz mediante a tecnoloxía de inversión de chip que a tecnoloxía de envasado tradicional.
O método principal de estrutura invertida agora é preparar primeiro chips LED azuis de gran tamaño con electrodos de soldadura eutécticos axeitados e, ao mesmo tempo, preparar un substrato de silicio lixeiramente maior que o chip LED azul, e despois facer unha capa condutora de ouro e sacar o fío. capa (unión de soldadura esférica de arame de ouro ultrasónico) para soldar eutéctica. Despois, o chip LED azul de alta potencia sódase ao substrato de silicio mediante un equipo de soldadura eutéctica.
A característica desta estrutura é que a capa epitaxial contacta directamente co substrato de silicio e a resistencia térmica do substrato de silicio é moito menor que a do substrato de zafiro, polo que o problema da disipación da calor está ben resolto. Debido ao substrato de zafiro invertido orientado cara arriba, convértese na superficie emisora ​​de luz e o zafiro é transparente, resolvendo así o problema da emisión de luz. O anterior é o coñecemento relevante da tecnoloxía LED. Cremos que co desenvolvemento da ciencia e da tecnoloxía, as futuras luces LED serán cada vez máis eficientes e a súa vida útil mellorarase moito, brindándonos unha maior comodidade.


Hora de publicación: 25-09-2024