Co je to LED čip? Jaké jsou tedy jeho vlastnosti? Hlavním účelem výroby LED čipů je výroba účinných a spolehlivých nízkoohmových kontaktních elektrod a splnění relativně malého poklesu napětí mezi kontaktními materiály a poskytnutí přítlačných podložek pro pájecí dráty při maximalizaci množství světelného výkonu. Proces křížového filmu obecně používá metodu vakuového odpařování. Ve vysokém vakuu 4Pa se materiál roztaví odporovým ohřevem nebo metodou ohřevu bombardováním elektronovým paprskem a BZX79C18 se přemění na páru kovu a ukládá se na povrch polovodičového materiálu za nízkého tlaku.
Mezi běžně používané kontaktní kovy typu P patří slitiny jako AuBe a AuZn, zatímco kontaktní kov na straně N je často vyroben ze slitiny AuGeNi. Vrstva slitiny vytvořená po potažení musí být také co nejvíce exponována v luminiscenční oblasti prostřednictvím fotolitografického procesu, aby zbývající vrstva slitiny mohla splňovat požadavky na účinné a spolehlivé nízkoohmové kontaktní elektrody a přítlačné podložky pájecího drátu. Po dokončení procesu fotolitografie musí také projít procesem legování, který se obvykle provádí pod ochranou H2 nebo N2. Doba a teplota legování jsou obvykle určeny faktory, jako jsou vlastnosti polovodičových materiálů a forma slitinové pece. Samozřejmě, pokud jsou procesy modrozelené a další čipové elektrody složitější, je nutné přidat růst pasivačního filmu, procesy plazmového leptání atd.
Které procesy mají ve výrobním procesu LED čipů významný vliv na jejich optoelektronický výkon?
Obecně řečeno, po dokončení výroby epitaxních LED diod je její hlavní elektrický výkon dokončen a výroba čipů nemění její hlavní výrobní charakter. Nevhodné podmínky během procesu potahování a legování však mohou způsobit špatné elektrické parametry. Například nízké nebo vysoké teploty legování mohou způsobit špatný ohmický kontakt, což je hlavní příčinou vysokého poklesu napětí VF v propustném směru při výrobě čipů. Po řezání mohou některé korozní procesy na hranách třísky pomoci zlepšit zpětný únik třísky. Je to proto, že po řezání kotoučem diamantového brusného kotouče bude na okraji třísky mnoho zbytkových nečistot a prášku. Pokud se tyto částice přilepí na PN přechod LED čipu, způsobí elektrický únik a dokonce i poruchu. Pokud se navíc fotorezist na povrchu čipu neodlepí čistě, způsobí potíže při čelním pájení a virtuálním pájení. Pokud je na zadní straně, způsobí také vysoký pokles tlaku. Během procesu výroby třísek lze pro zvýšení intenzity světla použít zdrsnění povrchu a trapézové struktury.
Proč je potřeba LED čipy dělit na různé velikosti? Jaký je vliv velikosti na optoelektronický výkon LED?
LED čipy lze rozdělit na čipy s nízkým výkonem, čipy se středním výkonem a čipy s vysokým výkonem na základě výkonu. Podle požadavků zákazníka lze rozdělit do kategorií, jako je úroveň jedné trubice, digitální úroveň, úroveň bodové matice a dekorativní osvětlení. Pokud jde o konkrétní velikost čipu, závisí na skutečné úrovni výroby různých výrobců čipů a neexistují žádné specifické požadavky. Dokud proces projde, čip může zvýšit jednotkový výkon a snížit náklady a fotoelektrický výkon neprojde zásadními změnami. Proud používaný čipem ve skutečnosti souvisí s hustotou proudu procházející čipem. Malý čip spotřebuje méně proudu, zatímco velký čip spotřebuje více proudu a jejich jednotková proudová hustota je v podstatě stejná. Vzhledem k tomu, že rozptyl tepla je hlavním problémem při vysokém proudu, je jeho světelná účinnost nižší než při nízkém proudu. Na druhou stranu, jak se plocha zvětšuje, tělesný odpor čipu se snižuje, což má za následek pokles napětí v propustném vedení.

Jaká je obecná oblast vysoce výkonných LED čipů? Proč?
LED vysoce výkonné čipy používané pro bílé světlo jsou obecně vidět na trhu kolem 40 mil a výkon používaný pro vysoce výkonné čipy obecně odkazuje na elektrický výkon přes 1W. Vzhledem k tomu, že kvantová účinnost je obecně menší než 20 %, většina elektrické energie se přeměňuje na tepelnou energii, takže pro vysoce výkonné čipy je důležitý odvod tepla, který vyžaduje, aby měly velkou plochu.
Jaké jsou různé požadavky na technologii čipů a zařízení pro zpracování pro výrobu epitaxních materiálů GaN ve srovnání s GaP, GaAs a InGaAlP? Proč?
Substráty běžných LED červených a žlutých čipů a vysokojasných kvartérních červených a žlutých čipů používají složené polovodičové materiály, jako jsou GaP a GaAs, a lze je obecně vyrobit na substráty typu N. Použití mokrého procesu pro fotolitografii a pozdější řezání na třísky pomocí kotoučů diamantového brusného kotouče. Modrozelený čip vyrobený z materiálu GaN využívá safírový substrát. Vzhledem k izolační povaze safírového substrátu jej nelze použít jako LED elektrodu. Proto musí být obě P/N elektrody vyrobeny na epitaxním povrchu suchým leptáním a musí být provedeny některé pasivační procesy. Díky tvrdosti safíru je obtížné řezat na třísky pomocí kotoučů diamantového brusného kotouče. Jeho výrobní proces je obecně složitější než u materiálů GaP a GaAsLED světlomety.

Jaká je struktura a vlastnosti čipu „transparentní elektrody“?
Takzvaná průhledná elektroda by měla umět vést elektrický proud a umět propouštět světlo. Tento materiál je nyní široce používán v procesech výroby tekutých krystalů a jeho název je indium cín oxid, zkráceně ITO, ale nelze jej použít jako pájecí plošku. Při výrobě je nutné nejprve připravit ohmickou elektrodu na povrch čipu, poté povrch pokrýt vrstvou ITO a poté na povrch ITO nanést vrstvu pájecích plošek. Tímto způsobem je proud vycházející z přívodního drátu rovnoměrně distribuován přes vrstvu ITO ke každé ohmické kontaktní elektrodě. Současně, vzhledem k tomu, že index lomu ITO je mezi vzduchem a indexem lomu epitaxního materiálu, může být zvětšen úhel světla a také může být zvýšen světelný tok.

Jaký je hlavní proud vývoje čipové technologie pro polovodičové osvětlení?
S rozvojem polovodičové LED technologie se zvyšuje i její uplatnění v oblasti osvětlení, zejména pak vznik bílé LED, která se stala žhavým tématem v polovodičovém osvětlení. Klíčové čipy a technologie balení je však stále potřeba vylepšovat a vývoj čipů by se měl zaměřit na vysoký výkon, vysokou světelnou účinnost a snížení tepelného odporu. Zvýšení výkonu znamená zvýšení proudu využití čipu a přímějším způsobem je zvětšení velikosti čipu. Běžně používané vysoce výkonné čipy se pohybují kolem 1 mm x 1 mm s užitným proudem 350 mA. Vzhledem ke zvýšení užitného proudu se únik tepla stal významným problémem. Nyní metoda inverze čipu tento problém v podstatě vyřešila. S rozvojem technologie LED bude její aplikace v oblasti osvětlení čelit nebývalým příležitostem a výzvám.
Co je to obrácený čip? Jaká je jeho struktura a jaké jsou jeho výhody?
Modré světlo LED obvykle používá substráty Al2O3, které mají vysokou tvrdost, nízkou tepelnou vodivost a elektrickou vodivost. Pokud se použije formální konstrukce, přinese to na jedné straně antistatické problémy a na druhé straně se za vysokých proudů stane velkým problémem také odvod tepla. Zároveň kladná elektroda směřující nahoru blokuje část světla a snižuje světelnou účinnost. Vysoce výkonné LED diody s modrým světlem mohou dosáhnout účinnějšího světelného výkonu díky technologii překlápění čipu než tradiční techniky balení.
Současný mainstreamový přístup s obrácenou strukturou spočívá v tom, že se nejprve připraví velké LED čipy s modrým světlem s vhodnými eutektickými svařovacími elektrodami a zároveň se připraví křemíkový substrát o něco větší než čip LED s modrým světlem a navrch se vytvoří zlatá vodivá vrstva pro eutektické svařování a vývodová vrstva (ultrazvukový kulový spoj zlatého drátu). Poté jsou vysoce výkonné modré LED čipy připájeny k křemíkovým substrátům pomocí eutektického svařovacího zařízení.
Charakteristikou této struktury je, že epitaxní vrstva se přímo dotýká křemíkového substrátu a tepelný odpor křemíkového substrátu je mnohem nižší než u safírového substrátu, takže problém rozptylu tepla je dobře vyřešen. Vzhledem k tomu, že safírový substrát po převrácení směřuje nahoru a stává se vyzařujícím povrchem, je safír průhledný, čímž je vyřešen problém vyzařování světla. Výše uvedené jsou relevantní znalosti LED technologie. Věřím, že s rozvojem vědy a technikyLED světlabudou v budoucnu stále efektivnější a jejich životnost se výrazně zlepší, což nám přinese větší pohodlí.