Co je to LED čip? Jaké jsou tedy jeho vlastnosti? Výroba LED čipů je zaměřena především na výrobu účinných a spolehlivých nízkoohmických kontaktních elektrod, které dokážou splnit relativně malý pokles napětí mezi kontaktními materiály a poskytnout pájecí plošky, přičemž vyzařují co nejvíce světla. Proces přenosu filmu obecně používá metodu vakuového odpařování. Za vysokého vakua 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 pod nízkým tlakem.
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 také co nejvíce odhalit oblast vyzařující světlo prostřednictvím technologie fotolitografie, aby zbývající vrstva slitiny mohla splňovat požadavky na účinné a spolehlivé nízkoohmické kontaktní elektrody a podložky pájecího drátu. Po dokončení procesu fotolitografie se také provádí proces legování, obvykle pod ochranou H2 nebo N2. Doba a teplota legování jsou obvykle určeny faktory, jako jsou vlastnosti polovodičových materiálů a forma slitinové pece. Samozřejmě, pokud je elektrodový proces pro modrozelené čipy složitější, je třeba přidat procesy růstu pasivačního filmu a plazmového leptání.

Které procesy mají ve výrobním procesu LED čipů významný vliv na jejich optoelektronický výkon?
Obecně řečeno, po dokončení výroby epitaxních LED diod byly dokončeny její hlavní elektrické vlastnosti a výroba čipu nemění její základní povahu. Nevhodné podmínky během procesů potahování a legování však mohou způsobit některé špatné elektrické parametry. Například nízké nebo vysoké teploty legování mohou způsobit špatný ohmický kontakt, což je hlavní důvod vysokého poklesu napětí VF v propustném směru při výrobě čipů. Po řezání může být provedení některých korozních procesů na hranách třísky užitečné pro zlepšení zpětného úniku třísky. Je to proto, že po řezání kotoučem diamantového brusného kotouče zůstane na okraji třísky velké množství prachu. 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 a virtuální pájení předních pájecích linií. Pokud je na zadní straně, způsobí také vysoký pokles tlaku. Během procesu výroby třísky mohou metody, jako je zdrsňování povrchu a řezání do obrácených lichoběžníkových struktur, zvýšit intenzitu světla.

Proč se LED čipy dělí na různé velikosti? Jaké jsou účinky velikosti na fotoelektrický výkon LED?
Velikost LED čipů lze podle jejich výkonu rozdělit na čipy s nízkou spotřebou, čipy se středním výkonem a čipy s vysokým výkonem. 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 bude proces odpovídat standardu, malé čipy mohou zvýšit jednotkový výkon a snížit náklady a optoelektronický výkon neprojde zásadními změnami. Proud používaný čipem ve skutečnosti souvisí s proudovou hustotou, která jím protéká. Malý čip spotřebuje méně proudu, zatímco velký čip spotřebuje více proudu. Jejich jednotková proudová hustota je v zásadě stejná. Vzhledem k tomu, že při vysokém proudu je hlavním problémem rozptyl tepla, 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 typická oblast LED vysoce výkonných čipů? Proč?
LED vysoce výkonné čipy používané pro bílé světlo jsou obecně dostupné na trhu kolem 40 mil a spotřeba energie vysoce výkonných čipů se obecně vztahuje na elektrický výkon nad 1W. Vzhledem k tomu, že kvantová účinnost je obecně menší než 20 %, většina elektrické energie se přeměňuje na tepelnou energii, takže odvod tepla u vysoce výkonných čipů je velmi důležitý a vyžaduje, aby čipy měly velkou plochu.

Jaké jsou různé požadavky na čipový proces a zařízení na zpracování pro výrobu epitaxních materiálů GaN ve srovnání s GaP, GaAs a InGaAlP? Proč?
Substráty běžných LED červených a žlutých čipů a vysoce jasných kvartérních červených a žlutých čipů jsou vyrobeny ze složených polovodičových materiálů, jako jsou GaP a GaAs, a lze je obecně vyrobit na substráty typu N. Pro fotolitografii se používá mokrý proces a poté se kotouče diamantových brusných kotoučů rozřezávají na třísky. Modrozelený čip vyrobený z materiálu GaN využívá safírový substrát. Vzhledem k izolační povaze safírového substrátu jej nelze použít jako jednu elektrodu LED. Proto musí být obě P/N elektrody současně vyrobeny na epitaxním povrchu procesem suchého leptání a musí být provedeny některé pasivační procesy. Vzhledem k tvrdosti safíru je obtížné jej rozřezat na třísky diamantovým brusným kotoučem. Jeho výrobní proces je obecně složitější a komplikovanější než u LED vyrobených z materiálů GaP nebo GaAs.

Jaká je struktura a vlastnosti čipu „transparentní elektrody“?
Takzvaná průhledná elektroda musí být vodivá a průhledná. 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 nejprve zhotovte na povrch čipu ohmickou elektrodu, poté povrch překryjte vrstvou ITO a na povrch ITO naneste vrstvu pájecí plošky. Tímto způsobem je proud vycházející z přívodu rovnoměrně distribuován do každé ohmické kontaktní elektrody přes vrstvu ITO. Současně může ITO díky svému indexu lomu mezi indexem lomu vzduchu a epitaxních materiálů zvýšit úhel vyzařování světla a 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 technologie čipů a obalů je však stále potřeba vylepšovat, a pokud jde o čipy, musíme se vyvíjet směrem k vysokému výkonu, vysoké světelné účinnosti a sníženému tepelnému odporu. Zvýšení výkonu znamená zvýšení proudu používaného čipem a přímější cestou je zvětšení velikosti čipu. Běžně používané vysoce výkonné čipy jsou kolem 1 mm × 1 mm, s proudem 350 mA. Vzhledem k nárůstu současného používání se odvod tepla stal prominentním problémem a nyní je tento problém v podstatě vyřešen metodou inverze čipu. S rozvojem LED technologie bude její aplikace v oblasti osvětlení čelit nebývalým příležitostem a výzvám.

Co je to „flip chip“? Jaká je jeho struktura? Jaké jsou jeho výhody?
Modrá LED obvykle používá substrát Al2O3, který má vysokou tvrdost, nízkou tepelnou a elektrickou vodivost. Pokud se použije pozitivní konstrukce, přinese to na jedné straně antistatické problémy a na druhé straně se za vysokých proudových podmínek stane velkým problémem také odvod tepla. Mezitím, v důsledku kladné elektrody směřující nahoru, bude část světla zablokována, což povede ke snížení světelné účinnosti. Vysoce výkonná modrá LED může dosáhnout účinnějšího světelného výkonu díky technologii inverze čipu než tradiční technologie balení.
Mainstreamová metoda obrácené struktury nyní spočívá v tom, že se nejprve připraví velké modré LED čipy s vhodnými eutektickými pájecími elektrodami a zároveň se připraví o něco větší křemíkový substrát než modrý LED čip a poté se vytvoří zlatá vodivá vrstva a vyvede se drát. vrstva (ultrazvukový kulový spoj zlatého drátu) pro eutektické pájení na něm. Poté je vysoce výkonný modrý LED čip připájen ke křemíkovému substrátu pomocí eutektického pájecího 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. Díky obrácenému safírovému substrátu směřujícímu nahoru se stává povrchem vyzařujícím světlo a safír je průhledný, čímž se řeší problém emise světla. Výše uvedené jsou relevantní znalosti LED technologie. Věříme, že s rozvojem vědy a techniky budou budoucí LED světla stále efektivnější a jejich životnost se výrazně zlepší, což nám přinese větší pohodlí.