Mis on LED-kiip? Millised on selle omadused? LED-kiipide tootmine on peamiselt suunatud tõhusate ja töökindlate madala oomilisusega kontaktelektroodide tootmisele, mis suudavad toime tulla kontaktmaterjalide vahelise suhteliselt väikese pingelangusega ja pakkuda jootepadjakesi, kiirgades samal ajal võimalikult palju valgust. Kile ülekandeprotsessis kasutatakse tavaliselt vaakumaurustamise meetodit. 4Pa kõrgvaakumis sulatatakse materjal takistuskuumutuse või elektronkiirega pommitamise meetodil ja BZX79C18 muudetakse metalliauruks ja sadestatakse pooljuhtmaterjali pinnale madala rõhu all.
Tavaliselt kasutatavad P-tüüpi kontaktmetallid hõlmavad sulameid nagu AuBe ja AuZn, samas kui N-poolne kontaktmetall on sageli valmistatud AuGeNi sulamist. Pärast katmist moodustunud sulamikiht peab fotolitograafiatehnoloogia abil valgust kiirgavat ala võimalikult palju paljastama, et ülejäänud sulamikiht vastaks tõhusate ja usaldusväärsete madala oomilisusega kontaktelektroodide ja jootetraadi padjandite nõuetele. Pärast fotolitograafiaprotsessi lõppu viiakse läbi ka legeerimisprotsess, tavaliselt H2 või N2 kaitse all. Legeerimise aja ja temperatuuri määravad tavaliselt sellised tegurid nagu pooljuhtmaterjalide omadused ja sulami ahju vorm. Muidugi, kui sinakasroheliste laastude elektroodiprotsess on keerulisem, tuleb lisada passiveerimiskile kasvatamise ja plasma söövitamise protsessid.

Millised protsessid mõjutavad LED-kiipide tootmisprotsessis oluliselt nende optoelektroonilist jõudlust?
Üldiselt on pärast LED-epitaksiaalse tootmise lõpetamist selle peamised elektrilised omadused lõplikult välja töötatud ja kiibi tootmine ei muuda selle põhiolemust. Sobimatud tingimused katmis- ja legeerimisprotsesside ajal võivad aga põhjustada halbu elektrilisi parameetreid. Näiteks võivad madalad või kõrged legeerimistemperatuurid põhjustada kehva oomilise kontakti, mis on kiibi tootmisel suure päripinge languse VF peamiseks põhjuseks. Pärast lõikamist võib mõne korrosiooniprotsessi läbiviimine kiibi servadel aidata parandada kiibi vastupidist leket. Seda seetõttu, et pärast teemantlihvketta teraga lõikamist jääb laastu servale suur hulk prahipulbrit. Kui need osakesed kleepuvad LED-kiibi PN-ristmiku külge, põhjustavad need elektrilekkeid ja isegi rikkeid. Lisaks tekitab see raskusi ja eesmiste jooteliinide virtuaalset jootmist, kui kiibi pinnal olev fotoresist ei ole puhtalt maha kooritud. Kui see on tagaküljel, põhjustab see ka kõrge rõhulanguse. Laastu tootmisprotsessi käigus võivad sellised meetodid nagu pinna karestamine ja ümberpööratud trapetsikujulisteks struktuurideks lõikamine suurendada valguse intensiivsust.

Miks on LED-kiibid jagatud erineva suurusega? Milline on suuruse mõju LED-i fotoelektrilisele jõudlusele?
LED-kiipide suuruse saab nende võimsuse järgi jagada väikese võimsusega, keskmise võimsusega ja suure võimsusega kiipideks. Vastavalt kliendi nõudmistele saab selle jagada kategooriatesse, nagu ühe toru tase, digitaalne tase, maatriksi tase ja dekoratiivne valgustus. Mis puudutab kiibi konkreetset suurust, siis see sõltub erinevate kiibitootjate tegelikust tootmistasemest ja konkreetseid nõudeid pole. Kuni protsess on standardile vastav, võivad väikesed kiibid suurendada ühiku toodangut ja vähendada kulusid ning optoelektrooniline jõudlus ei muutu põhjalikult. Kiibi kasutatav vool on tegelikult seotud seda läbiva voolutihedusega. Väike kiip kasutab vähem voolu, samas kui suur kiip kasutab rohkem voolu. Nende ühiku voolutihedus on põhimõtteliselt sama. Arvestades, et suure voolu korral on peamine probleem soojuse hajumine, on selle valgusefektiivsus madalam kui madala voolu korral. Teisest küljest väheneb pindala suurenedes kiibi kehatakistus, mille tulemuseks on pärivoolu juhtivuse pinge langus.

Mis on suure võimsusega LED-kiipide tüüpiline ala? Miks?
Valge valguse jaoks kasutatavad suure võimsusega LED-kiibid on turul üldiselt saadaval umbes 40miljonilise hinnaga ja suure võimsusega kiipide energiatarve viitab üldiselt üle 1W elektrivõimsusele. Kuna kvantefektiivsus on üldiselt alla 20%, muundatakse suurem osa elektrienergiast soojusenergiaks, mistõttu on suure võimsusega kiipide soojuse hajumine väga oluline ja nõuab, et kiibid oleksid suure pindalaga.

Millised on GaN-i epitaksiaalsete materjalide tootmise kiibiprotsessi ja töötlemisseadmete erinevad nõuded võrreldes GaP, GaAs ja InGaAlP-ga? Miks?
Tavaliste LED-punaste ja -kollaste kiipide ning suure heledusega kvaternaarsete punaste ja kollaste kiipide substraadid on valmistatud liitpooljuhtmaterjalidest, nagu GaP ja GaAs, ning neid saab üldiselt valmistada N-tüüpi aluspindadeks. Fotolitograafiaks kasutatakse märgprotsessi ja seejärel laastudeks lõikamiseks teemantlihvkettaid. GaN materjalist sinakasroheline kiip kasutab safiirsubstraati. Safiirsubstraadi isoleeriva iseloomu tõttu ei saa seda kasutada LED-i ühe elektroodina. Seetõttu tuleb mõlemad P / N elektroodid samaaegselt valmistada epitaksiaalsele pinnale kuivsöövitusprotsessi abil ja läbi viia mõned passiveerimisprotsessid. Safiiri kõvaduse tõttu on seda teemantlihvketta teraga keeruline laastudeks lõigata. Selle tootmisprotsess on üldiselt keerulisem ja keerukam kui GaP või GaAs materjalidest valmistatud LED-id.

Mis on "läbipaistva elektroodi" kiibi struktuur ja omadused?
Nn läbipaistev elektrood peab olema juhtiv ja läbipaistev. Seda materjali kasutatakse nüüd laialdaselt vedelkristallide tootmisprotsessides ja selle nimi on indiumtinaoksiid, lühendatult ITO, kuid seda ei saa kasutada jootepadjana. Valmistamisel tehke esmalt kiibi pinnale oomiline elektrood, seejärel katke pind ITO kihiga ja plaadike ITO pinnale jootepadja kiht. Nii jaotub juhtmest alla tulev vool läbi ITO kihi ühtlaselt igale oomilisele kontaktelektroodile. Samal ajal võib ITO, kuna selle murdumisnäitaja on õhu ja epitaksiaalsete materjalide vahel, suurendada valguse emissiooni nurka ja valgusvoogu.

Milline on pooljuhtvalgustuse kiibitehnoloogia peavoolu areng?
Pooljuht-LED-tehnoloogia arenedes suureneb ka selle rakendamine valgustuse vallas, eriti aga pooljuhtvalgustuses kuumaks teemaks saanud valge LED-i esilekerkimine. Peamised kiibi- ja pakkimistehnoloogiad vajavad siiski veel täiustamist ning kiipide osas peame arenema suure võimsuse, kõrge valgustõhususe ja madalama soojustakistuse suunas. Võimsuse suurendamine tähendab kiibi kasutatava voolu suurenemist ja otsesem viis on kiibi suuruse suurendamine. Tavaliselt kasutatavad suure võimsusega kiibid on umbes 1 mm × 1 mm ja voolutugevus 350 mA. Seoses voolukasutuse suurenemisega on soojuse hajumine muutunud silmapaistvaks probleemiks ja nüüd on see probleem põhimõtteliselt lahendatud kiibi inversiooni meetodi abil. LED-tehnoloogia arenedes seisab selle rakendamine valgustuse valdkonnas silmitsi enneolematute võimaluste ja väljakutsetega.

Mis on "flip chip"? Mis on selle struktuur? Millised on selle eelised?
Sinine LED kasutab tavaliselt Al2O3 substraati, millel on kõrge kõvadus, madal soojus- ja elektrijuhtivus. Kui kasutada positiivset struktuuri, toob see ühelt poolt kaasa antistaatilisi probleeme ja teisest küljest muutub suure voolu tingimustes suureks probleemiks ka soojuse hajumine. Samal ajal blokeeritakse osa valgust, kuna positiivne elektrood on suunatud ülespoole, mille tulemuseks on valgusefektiivsuse vähenemine. Suure võimsusega sinine LED suudab kiibi inversioonitehnoloogia abil saavutada tõhusama valgusväljundi kui traditsiooniline pakkimistehnoloogia.
Peamine ümberpööratud struktuuri meetod on nüüd esmalt valmistada ette suured sinised LED-kiibid sobivate eutektiliste jooteelektroodidega ja samal ajal valmistada sinisest LED-kiibist pisut suurem ränisubstraat ning seejärel teha kuldne juhtiv kiht ja juhe välja viia. kiht (ultraheli kuldtraadi kuuljootmisliides) eutektiliseks jootmiseks sellel. Seejärel joodetakse suure võimsusega sinine LED-kiip eutektilise jootmisseadme abil ränisubstraadi külge.
Selle struktuuri tunnuseks on see, et epitaksiaalne kiht puutub vahetult kokku ränisubstraadiga ja ränisubstraadi soojustakistus on palju madalam kui safiirsubstraadi oma, seega on soojuse hajumise probleem hästi lahendatud. Tänu ümberpööratud safiirsubstraadile, mis on suunatud ülespoole, muutub see valgust kiirgavaks pinnaks ja safiir on läbipaistev, lahendades seega valguse emissiooni probleemi. Ülaltoodud on vastavad teadmised LED-tehnoloogiast. Usume, et teaduse ja tehnoloogia arenguga muutuvad tuleviku LED-valgustid üha tõhusamaks ja nende kasutusiga pikeneb oluliselt, tuues meile suurema mugavuse.