Як вырабляюцца святлодыёдныя чыпы?

Што такое святлодыёдны чып? Такім чынам, якія яго характарыстыкі? Асноўнай мэтай вытворчасці святлодыёдных чыпаў з'яўляецца выраб эфектыўных і надзейных кантактных электродаў з нізкім Омам, а таксама забеспячэнне адносна невялікага падзення напружання паміж кантактнымі матэрыяламі і забеспячэнне прыціскных пляцовак для паяння правадоў, адначасова максімізуючы колькасць светлавога выхаду. Працэс папярочнай плёнкі звычайна выкарыстоўвае метад вакуумнага выпарвання. Пад высокім вакуумам 4 Па матэрыял плавіцца метадам нагрэву супраціўленнем або метадам бамбардзіроўкі электронным прамянём, і BZX79C18 ператвараецца ў пары металу і асаджваецца на паверхні паўправадніковага матэрыялу пад нізкім ціскам.
Звычайна выкарыстоўваныя кантактныя металы P-тыпу ўключаюць такія сплавы, як AuBe і AuZn, у той час як кантактны метал на баку N часта вырабляецца са сплаву AuGeNi. Пласт сплаву, які ўтварыўся пасля нанясення пакрыцця, таксама павінен быць як мага больш экспанаваны ў люмінесцэнтнай зоне з дапамогай працэсу фоталітаграфіі, каб астатні пласт сплаву мог адпавядаць патрабаванням эфектыўных і надзейных кантактных электродаў з нізкім Омам і прыціскных пляцовак для прыпоя. Пасля завяршэння працэсу фоталітаграфіі ён таксама павінен прайсці працэс легіравання, які звычайна праводзіцца пад абаронай H2 або N2. Час і тэмпература легіравання звычайна вызначаюцца такімі фактарамі, як характарыстыкі паўправадніковых матэрыялаў і форма печы для сплаву. Вядома, калі сіне-зялёныя і іншыя працэсы чып-электрода больш складаныя, неабходна дадаць пасівацыйны рост плёнкі, працэсы плазменнага тручэння і г.д.
Якія працэсы ў працэсе вытворчасці святлодыёдных чыпаў аказваюць значны ўплыў на іх оптаэлектронныя характарыстыкі?
Увогуле кажучы, пасля завяршэння эпітаксіяльнай вытворчасці святлодыёдаў асноўныя электрычныя характарыстыкі былі дапрацаваны, і вытворчасць чыпаў не змяняе асноўны характар ​​вытворчасці. Аднак неадпаведныя ўмовы ў працэсе нанясення пакрыцця і сплаву могуць прывесці да зніжэння некаторых электрычных параметраў. Напрыклад, нізкія або высокія тэмпературы легіравання могуць выклікаць дрэнны амічны кантакт, які з'яўляецца асноўнай прычынай высокага прамога падзення напружання VF пры вытворчасці мікрасхем. Пасля рэзкі некаторыя працэсы карозіі па краях чыпа могуць быць карыснымі для паляпшэння зваротнай уцечкі чыпа. Гэта адбываецца таму, што пасля рэзкі лязом алмазнага шліфавальнага круга на краі скола застанецца шмат рэшткаў смецця і парашка. Калі гэтыя часціцы прыліпнуць да PN-пераходу святлодыёднага чыпа, яны выклічуць уцечку электрычнасці і нават паломку. Акрамя таго, калі фотарэзіст на паверхні чыпа не ачышчаны чыста, гэта выкліча цяжкасці пры паянні франтальнай і віртуальнай пайцы. Калі ён знаходзіцца на спіне, гэта таксама прывядзе да высокага перападу ціску. У працэсе вытворчасці чыпаў для павышэння інтэнсіўнасці святла можна выкарыстоўваць шурпатасць паверхні і трапецападобныя структуры.
Чаму святлодыёдныя чыпы трэба дзяліць на розныя памеры? Які ўплыў памеру на святлодыёдныя оптаэлектронныя характарыстыкі?
Святлодыёдныя чыпы можна падзяліць на чыпы малой магутнасці, чыпы сярэдняй магутнасці і чыпы высокай магутнасці ў залежнасці ад магутнасці. У адпаведнасці з патрабаваннямі заказчыка яго можна падзяліць на такія катэгорыі, як аднатрубны ўзровень, лічбавы ўзровень, матрычны ўзровень і дэкаратыўнае асвятленне. Што тычыцца канкрэтнага памеру чыпа, ён залежыць ад фактычнага ўзроўню вытворчасці розных вытворцаў чыпаў і асаблівых патрабаванняў няма. Пакуль гэты працэс пройдзены, чып можа павялічыць выхад адзінкі і знізіць выдаткі, а фотаэлектрычныя характарыстыкі не зведаюць фундаментальных змен. Ток, які выкарыстоўвае чып, на самай справе звязаны з шчыльнасцю току, які праходзіць праз чып. Маленькі чып выкарыстоўвае меншы ток, у той час як вялікі чып выкарыстоўвае большы ток, і іх адзінкавая шчыльнасць току ў асноўным аднолькавая. Улічваючы, што рассейванне цяпла з'яўляецца асноўнай праблемай пры моцным току, яго светлавая эфектыўнасць ніжэй, чым пры слабым току. З іншага боку, па меры павелічэння плошчы супраціў цела чыпа будзе памяншацца, што прывядзе да зніжэння напружання прамой праводнасці.

Якая агульная вобласць святлодыёдных чыпаў высокай магутнасці? чаму?
Святлодыёдныя мікрасхемы высокай магутнасці, якія выкарыстоўваюцца для белага святла, звычайна сустракаюцца на рынку каля 40 міль, а магутнасць, якая выкарыстоўваецца для мікрасхем высокай магутнасці, звычайна адносіцца да электрычнай магутнасці больш за 1 Вт. У сувязі з тым, што квантавая эфектыўнасць звычайна складае менш за 20%, большая частка электрычнай энергіі пераўтворыцца ў цеплавую, таму адвод цяпла важны для чыпаў высокай магутнасці, бо яны павінны мець вялікую плошчу.
Якія розныя патрабаванні да тэхналогіі мікрасхем і тэхналагічнага абсталявання для вытворчасці эпітаксіяльных матэрыялаў GaN у параўнанні з GaP, GaAs і InGaAlP? чаму?
Субстраты звычайных святлодыёдных чыпаў чырвонага і жоўтага колеру і высокаяркіх чацвярцічных чыпаў чырвонага і жоўтага колеру выкарыстоўваюць складаныя паўправадніковыя матэрыялы, такія як GaP і GaAs, і звычайна могуць быць зроблены ў падкладкі N-тыпу. Выкарыстанне мокрага працэсу для фоталітаграфіі, а затым нарэзка на дробку з дапамогай алмазных шліфавальных дыскаў. Сіне-зялёны чып з матэрыялу GaN выкарыстоўвае сапфіравую падкладку. З-за ізаляцыйнай прыроды сапфіравай падкладкі яе нельга выкарыстоўваць у якасці святлодыёднага электрода. Такім чынам, абодва электрода P/N павінны быць зроблены на эпітаксіяльнай паверхні шляхам сухога тручэння і павінны быць выкананы некаторыя працэсы пасівацыі. З-за цвёрдасці сапфіра яго цяжка разрэзаць на дробку алмазнымі дыскамі. Яго вытворчы працэс, як правіла, больш складаны, чым у матэрыялаў GaP і GaAsСвятлодыёдныя пражэктары.

Якая структура і характарыстыкі чыпа «празрысты электрод»?
Так званы празрысты электрод павінен мець магчымасць праводзіць электрычнасць і прапускаць святло. Гэты матэрыял у цяперашні час шырока выкарыстоўваецца ў працэсах вытворчасці вадкіх крышталяў, і яго назва аксід індыя-волава, скарочана ITO, але ён не можа быць выкарыстаны ў якасці прыпоя. Пры вырабе неабходна спачатку падрыхтаваць омічны электрод на паверхні чыпа, затым пакрыць паверхню пластом ITO, а затым нанесці пласт прыпоя на паверхню ITO. Такім чынам, ток, які сыходзіць ад падводнага провада, раўнамерна размяркоўваецца па пласце ITO да кожнага амічнага кантактнага электрода. У той жа час, з-за таго, што паказчык праламлення ITO знаходзіцца паміж паветрам і паказчыкам праламлення эпітаксійнага матэрыялу, кут святла можа быць павялічаны, а таксама светлавы паток можа быць павялічаны.

Якая асноўная распрацоўка тэхналогіі мікрасхем для паўправадніковага асвятлення?
З развіццём паўправадніковай святлодыёднай тэхналогіі яе прымяненне ў галіне асвятлення таксама павялічваецца, асабліва з'яўленне белага святлодыёда, які стаў гарачай тэмай у паўправадніковым асвятленні. Аднак ключавыя чыпы і тэхналогіі ўпакоўкі ўсё яшчэ патрабуюць паляпшэння, а распрацоўка чыпаў павінна быць засяроджана на высокай магутнасці, высокай светлавой эфектыўнасці і зніжэнні тэрмічнага супраціву. Павелічэнне магутнасці азначае павелічэнне спажыванага току чыпа, а больш прамы спосаб - павялічыць памер чыпа. Звычайна выкарыстоўваюцца магутныя чыпы памерам каля 1 мм х 1 мм з спажываным токам 350 мА. З-за павелічэння спажыванага току адвод цяпла стаў значнай праблемай. Цяпер метад інверсіі чыпа ў асноўным вырашыў гэтую праблему. З развіццём святлодыёднай тэхналогіі яе прымяненне ў галіне асвятлення сутыкнецца з беспрэцэдэнтнымі магчымасцямі і праблемамі.
Што такое перавернуты чып? Якая яна структура і ў чым яе перавагі?
У святлодыёдах сіняга святла звычайна выкарыстоўваюцца падкладкі з Al2O3, якія валодаюць высокай цвёрдасцю, нізкай цеплаправоднасцю і электраправоднасцю. Калі выкарыстоўваецца фармальная структура, з аднаго боку, гэта прынясе антыстатычныя праблемы, а з іншага боку, рассейванне цяпла таксама стане сур'ёзнай праблемай ва ўмовах моцнага току. У той жа час, з-за станоўчага электрода, звернутага ўверх, ён будзе блакаваць частку святла і зніжаць светлавую эфектыўнасць. Высокамагутныя святлодыёды сіняга святла могуць дамагчыся больш эфектыўнага выхаду святла з дапамогай тэхналогіі перавароту мікрасхем, чым традыцыйныя метады ўпакоўкі.
Цяперашні асноўны падыход з перавернутай структурай заключаецца ў тым, каб спачатку падрыхтаваць вялікія святлодыёдныя чыпы сіняга святла з адпаведнымі эўтэктычнымі зварачнымі электродамі, і ў той жа час падрыхтаваць крамянёвую падкладку памерам крыху большага памеру, чым святлодыёдны чып сіняга святла, і паверх яе зрабіць залаты токаправодны пласт для эўтэктычнай зваркі і вывадны пласт (ультрагукавое залатое шарыкавае паянае злучэнне). Затым магутныя сінія святлодыёдныя чыпы злучаюцца з крэмніевымі падкладкамі з дапамогай абсталявання для эўтэктычнай зваркі.
Характарыстыкай гэтай структуры з'яўляецца тое, што эпітаксійны пласт непасрэдна кантактуе з крэмніевай падкладкай, а цеплавое супраціўленне крэмніевай падкладкі значна ніжэйшае, чым у сапфіравай падкладкі, таму праблема адводу цяпла вырашана добра. Дзякуючы таму, што сапфіравая падкладка пасля інверсіі звернута ўверх, становячыся выпраменьвальнай паверхняй, сапфір празрысты, што вырашае праблему выпраменьвання святла. Вышэй прыведзены адпаведныя веды святлодыёднай тэхналогіі. Я лічу, што з развіццём навукі і тэхнікі,Святлодыёдныя ліхтарыбудуць станавіцца ўсё больш і больш эфектыўнымі ў будучыні, і іх тэрмін службы значна павялічыцца, што прынясе нам большую зручнасць.


Час публікацыі: 6 мая 2024 г