Čo je to LED čip? Aké sú teda jeho vlastnosti? Hlavným účelom výroby LED čipov je vyrábať efektívne a spoľahlivé nízkoohmové kontaktné elektródy a splniť relatívne malý pokles napätia medzi kontaktovateľnými materiálmi a poskytnúť prítlačné podložky pre spájkovacie drôty pri maximalizácii množstva svetelného výkonu. Proces krížového filmu vo všeobecnosti používa metódu vákuového odparovania. Vo vysokom vákuu 4Pa sa materiál roztaví odporovým ohrevom alebo metódou ohrevu bombardovaním elektrónovým lúčom a BZX79C18 sa premení na kovovú paru a usadí sa na povrchu polovodičového materiálu pod nízkym tlakom.
Medzi bežne používané kontaktné kovy typu P patria zliatiny ako AuBe a AuZn, zatiaľ čo kontaktný kov na strane N je často vyrobený zo zliatiny AuGeNi. Vrstva zliatiny vytvorená po potiahnutí musí byť tiež čo najviac exponovaná v luminiscenčnej oblasti prostredníctvom procesu fotolitografie, aby zostávajúca vrstva zliatiny mohla spĺňať požiadavky účinných a spoľahlivých nízkoohmových kontaktných elektród a prítlačných podložiek spájkovacieho drôtu. Po dokončení procesu fotolitografie musí tiež prejsť procesom legovania, ktorý sa zvyčajne vykonáva pod ochranou H2 alebo N2. Čas a teplota legovania sú zvyčajne určené faktormi, ako sú vlastnosti polovodičových materiálov a tvar zliatinovej pece. Samozrejme, ak sú modrozelené a iné procesy čipovej elektródy zložitejšie, je potrebné pridať rast pasivačného filmu, procesy plazmového leptania atď.
Ktoré procesy majú vo výrobnom procese LED čipov významný vplyv na ich optoelektronický výkon?
Všeobecne povedané, po dokončení výroby epitaxnej LED diódy je jej hlavný elektrický výkon dokončený a výroba čipov nemení jej základnú výrobnú povahu. Nevhodné podmienky počas procesu nanášania a legovania však môžu spôsobiť zhoršenie niektorých elektrických parametrov. Napríklad nízke alebo vysoké teploty legovania môžu spôsobiť slabý ohmický kontakt, ktorý je hlavnou príčinou vysokého poklesu napätia VF pri výrobe čipov. Po rezaní môžu niektoré korózne procesy na okrajoch triesky pomôcť zlepšiť spätný únik triesky. Je to preto, že po rezaní kotúčom diamantového brúsneho kotúča bude na okraji triesky veľa zvyškov nečistôt a prášku. Ak sa tieto častice prilepia na PN prechod LED čipu, spôsobia elektrický únik a dokonca aj poruchu. Navyše, ak fotorezist na povrchu čipu nie je odlúpnutý čisto, spôsobí to ťažkosti pri prednom spájkovaní a virtuálnom spájkovaní. Ak je na zadnej strane, spôsobí to aj vysoký pokles tlaku. Počas procesu výroby triesok možno použiť zdrsnenie povrchu a trapézové štruktúry na zvýšenie intenzity svetla.
Prečo je potrebné deliť LED čipy na rôzne veľkosti? Aký je vplyv veľkosti na optoelektronický výkon LED?
LED čipy možno rozdeliť na čipy s nízkym výkonom, čipy so stredným výkonom a čipy s vysokým výkonom na základe výkonu. Podľa požiadaviek zákazníka je možné ho rozdeliť do kategórií, ako je úroveň jednej trubice, digitálna úroveň, bodová úroveň a dekoratívne osvetlenie. Čo sa týka konkrétnej veľkosti čipu, tá závisí od skutočnej úrovne výroby rôznych výrobcov čipov a neexistujú žiadne špecifické požiadavky. Pokiaľ proces prejde, čip môže zvýšiť jednotkový výkon a znížiť náklady a fotoelektrický výkon neprejde zásadnými zmenami. Prúd používaný čipom v skutočnosti súvisí s hustotou prúdu pretekajúceho čipom. Malý čip spotrebuje menej prúdu, zatiaľ čo veľký čip spotrebuje viac prúdu a ich jednotková prúdová hustota je v podstate rovnaká. Vzhľadom na to, že rozptyl tepla je hlavným problémom pri vysokom prúde, jeho svetelná účinnosť je nižšia ako pri nízkom prúde. Na druhej strane, keď sa plocha zväčšuje, odpor tela čipu sa zníži, čo má za následok zníženie napätia v priepustnom vedení.

Aká je všeobecná oblasť vysokovýkonných LED čipov? prečo?
LED vysokovýkonné čipy používané pre biele svetlo sa na trhu bežne vyskytujú okolo 40 miliónov a výkon používaný pre vysokovýkonné čipy sa vo všeobecnosti vzťahuje na elektrický výkon nad 1W. Vzhľadom na to, že kvantová účinnosť je vo všeobecnosti nižšia ako 20 %, väčšina elektrickej energie sa premieňa na tepelnú energiu, takže pre vysokovýkonné čipy je dôležitý rozptyl tepla, ktorý vyžaduje, aby mali veľkú plochu.
Aké sú odlišné požiadavky na čipovú technológiu a spracovateľské zariadenia na výrobu GaN epitaxných materiálov v porovnaní s GaP, GaAs a InGaAlP? prečo?
Substráty obyčajných LED červených a žltých čipov a kvartérnych červených a žltých čipov s vysokým jasom používajú zložené polovodičové materiály, ako sú GaP a GaAs, a môžu byť vo všeobecnosti vyrobené na substráty typu N. Použitie mokrého procesu na fotolitografiu a neskoršie rezanie na triesky pomocou diamantových brúsnych kotúčov. Modrozelený čip vyrobený z materiálu GaN využíva zafírový substrát. Kvôli izolačnej povahe zafírového substrátu ho nemožno použiť ako LED elektródu. Preto musia byť obidve P/N elektródy vyrobené na epitaxnom povrchu suchým leptaním a musia sa vykonať niektoré pasivačné procesy. Vďaka tvrdosti zafíru je ťažké rezať na triesky diamantovými brúsnymi kotúčmi. Jeho výrobný proces je vo všeobecnosti zložitejší ako pri materiáloch GaP a GaAsLED reflektory.

Aká je štruktúra a vlastnosti čipu „priehľadnej elektródy“?
Takzvaná priehľadná elektróda by mala byť schopná viesť elektrický prúd a byť schopná prepúšťať svetlo. Tento materiál je teraz široko používaný v procesoch výroby tekutých kryštálov a jeho názov je indium cín oxid, skrátene ITO, ale nemôže byť použitý ako spájkovacia podložka. Pri výrobe je potrebné najskôr pripraviť na povrch čipu ohmickú elektródu, potom povrch prekryť vrstvou ITO a následne na povrch ITO naniesť vrstvu spájkovacích plôšok. Týmto spôsobom je prúd prichádzajúci z oloveného drôtu rovnomerne distribuovaný cez vrstvu ITO ku každej ohmickej kontaktnej elektróde. Súčasne, v dôsledku indexu lomu ITO medzi vzduchom a indexom lomu epitaxného materiálu, sa môže zväčšiť uhol svetla a tiež sa môže zvýšiť svetelný tok.

Aký je hlavný prúd vývoja čipovej technológie pre polovodičové osvetlenie?
S rozvojom polovodičovej LED technológie sa zvyšuje aj jej uplatnenie v oblasti osvetlenia, najmä vznik bielej LED, ktorá sa stala horúcou témou v polovodičovom osvetlení. Kľúčové čipy a technológie balenia je však stále potrebné vylepšiť a vývoj čipov by sa mal zamerať na vysoký výkon, vysokú svetelnú účinnosť a zníženie tepelného odporu. Zvýšenie výkonu znamená zvýšenie spotreby prúdu čipu a priamejším spôsobom je zväčšiť veľkosť čipu. Bežne používané vysokovýkonné čipy sú okolo 1 mm x 1 mm, s odberovým prúdom 350 mA. V dôsledku zvýšenia spotreby prúdu sa rozptyl tepla stal významným problémom. Teraz tento problém v podstate vyriešila metóda inverzie čipu. S rozvojom technológie LED bude jej aplikácia v oblasti osvetlenia čeliť bezprecedentným príležitostiam a výzvam.
Čo je to obrátený čip? Aká je jeho štruktúra a aké sú jeho výhody?
LED diódy s modrým svetlom zvyčajne používajú substráty Al2O3, ktoré majú vysokú tvrdosť, nízku tepelnú vodivosť a elektrickú vodivosť. Ak sa použije formálna konštrukcia, na jednej strane to prinesie antistatické problémy a na druhej strane sa pri vysokých prúdových podmienkach stane veľkým problémom aj odvod tepla. Zároveň v dôsledku kladnej elektródy smerujúcej nahor blokuje časť svetla a znižuje svetelnú účinnosť. Vysokovýkonné LED diódy s modrým svetlom môžu dosiahnuť efektívnejší svetelný výkon prostredníctvom technológie preklápania čipu ako tradičné techniky balenia.
Súčasným mainstreamovým prístupom k obrátenej štruktúre je najprv pripraviť veľké LED čipy s modrým svetlom s vhodnými eutektickými zváracími elektródami a súčasne pripraviť kremíkový substrát o niečo väčší ako čip s modrým svetlom LED a na jeho vrchu vyrobiť zlatá vodivá vrstva pre eutektické zváranie a odvádzacia vrstva (ultrazvukový guľôčkový spoj zlatého drôtu). Potom sa pomocou eutektického zváracieho zariadenia spájkujú vysokovýkonné modré LED čipy spolu s kremíkovým substrátom.
Charakteristickým znakom tejto štruktúry je, že epitaxná vrstva sa priamo dotýka kremíkového substrátu a tepelný odpor kremíkového substrátu je oveľa nižší ako tepelný odpor zafírového substrátu, takže problém rozptylu tepla je dobre vyriešený. Vzhľadom k tomu, že zafírový substrát po prevrátení smeruje nahor a stáva sa vyžarujúcim povrchom, zafír je priehľadný, čím sa rieši problém vyžarovania svetla. Vyššie uvedené sú relevantné znalosti LED technológie. Verím, že s rozvojom vedy a techniky,LED svetlábudú v budúcnosti čoraz efektívnejšie a ich životnosť sa výrazne zvýši, čo nám prinesie väčšie pohodlie.