一、LED芯片構造
LED芯片是半導體發光器件LED的核心部件,它主要有砷(AS)、鋁(AL)、鎵(Ga)、銦(IN)、磷(P)、氮(N)、鍶(Sr)這幾種元素中的若干種組成。法國二極管芯片制作方法和材料的磊晶種類:
◆LPE: Liquid Phase Epitaxy(液相磊晶法)GaP/GaP;
◆VPE: Vapor Phase Epitaxy(氣相磊晶法)GaAsP/GaAs;
◆MOVPE: Metal Organic Vapor Phase
Epitaxy(有機金屬氣相磊晶法)AlGaInP/GaN;
◆SH: Single Heterostructure(單異型結構)GaAlAs/GaAs;
◆DH: Double Heterostructure(雙異型結構)GaAlAs/GaAs;
不同LED芯片,其結構大同小異,有基板(藍寶石基板、碳化硅基板等)和摻雜的外延半導體材料及透明金屬電極等構成。
1、 LED單電極芯片;
2、 LED雙電機芯片;
3、
LED的晶粒種類簡介:不同材料晶粒,具有不同帶隙,即具有不同發光波長;
4、 LED襯底材料的種類:藍寶石(Al2O3)、硅(Si)、碳化硅(SiC);
1)藍寶石襯底有許多優點及缺點:
a.生產技術成熟、器件質量較好;
b.穩定性很好,能運用在高溫生長過程中;
c.機械強度高,易于處理和清洗;
d.晶格失配和熱應力失配,會在外延層中產生大量缺陷,同時給后續的器件加工工藝造成困難;
e.常溫電阻率較大,無法制作垂直結構的器件,通常只在外延層上表面制作電極;
f.硬度非常高,減薄和切割較困難;導熱性能不是很好。
2)硅襯底
目前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式,分別是L接觸(Laterial-contact,水平接觸)和V接觸(Vertical-contact,垂直接觸)。
3)碳化硅襯底
碳化硅襯底的LED芯片電極是L型電極,電流是縱向流動的,采用這種襯底制作的器件的導電和導熱性能都非常好,有利于做成面積較大的大功率器件,但是相對于藍寶石襯底而言,碳化硅制造成本較高,實現商業化還需要降低相應的成本。
4)三種襯底的性能比較:
襯底材料 |
導熱系數 |
膨脹系數 |
穩定性 |
導熱性 |
成本 |
抗靜電能力 |
藍寶石 |
46 |
1.9 |
一般 |
差 |
中 |
一般 |
硅 |
150 |
5~20 |
良 |
好 |
低 |
好 |
碳化硅 |
490 |
-1.4 |
良 |
好 |
高 |
好 |
5、 LED芯片的制作流程:
1)光刻—等離子體蝕刻GaN—擴散和鍵合—鍍金—晶圓芯片—拋光—檢驗—劃片—崩裂—晶粒;
2)磊晶加熱—干式蝕刻分離—透明層—p電極連接—n電極連接—測量—襯底研磨—劃片—封裝;
6、制作LED壘芯片方法的比較;
7、常用芯片見圖:
1)單電極芯片:
a.圓電極芯片
b.方電極芯片;
c.帶角電極芯片;
2)雙電極芯片
二、Lamp—LED支架介紹
支架的作用:用來導電和支撐晶片;
支架的組成:一般來說是由支架素材經過電鍍而形成,由里到外是素材、銅、鎳、銅、銀這五層;
1、Lamp—LED支架結構與相關尺寸
1)、LED支架圖;
2)、LED支架說明;
3)、尺寸說明;
4)、LED支架材質;
5)、支架電鍍知識;
6)、支架管控相關條件;
2、常用支架外觀圖集
3、LED支架進料檢驗內容:
數量短少、混料、生銹變色、鍍層起泡脫落、彎曲變形、支架扇形彎曲、支架傾斜、支架壓傷、支架刮傷、碗口變形、凹凸不平、陰陽極變形、沖壓不良、電鍍不均、支架污染、支架燒焦、碗底粗糙、腳彎曲、支架粗糙、銀殘留、支架彎頭、支架毛邊、支架異物(腳及下Bar發白)、支架電鍍過薄、烘烤檢驗、焊線耐熱試驗。