在晶片上生长为外延片的步骤:
在单晶衬底上生长一薄层单晶工艺,称为外延;长有外延层的晶体片称为外延片;外延材料是LED的核心部分。LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延材料。 外延技术和设备分气相外延、液相外延、金属有机化合物气相外延(MOCVD),目前主流方式为 MOCVD,而 MOCVD 外延炉则是 LED 外延片和芯片制造过程中的蕞重要的设备,在2008年前后时期,一套 MOCVD 设备需要上千万人民i币左右。
把衬底放到外延炉中,然后控制化合物气体在衬底上沉积,就像植物从地下生长上来一样,化合物沉积到衬底上好像从衬底上生长上来的一样,所以称之为外延片生长。需要生长多层微米级别的不同层。
蓝光LED通常采用Al2O3衬底,Al2O3衬底硬度很高、热导率和电导率低,如果采用正装结构,一方面会带来防静电问题,另一方面,在大电流情况下散热也会成为较为主要的问题。
同时由于正面电极朝上,会遮掉一部分光,发光效率会降低。
大功率蓝光LED通过芯片倒装技术可以比传统的封装技术得到更多的有效出光。
现在主流的倒装结构做法是:首先制备出具有适合共晶焊接电极的大尺寸蓝光LED芯片,同时制备出比蓝光LED芯片略大的硅衬底,并在上面制作出供共晶焊接的金导电层及引出导线层(超声金丝球焊点)。
然后,利用共晶焊接设备将大功率蓝光LED芯片与硅衬底焊接在一起。
这种结构的特点是外延层直接与硅衬底接触,硅衬底的热阻又远远低于蓝宝石衬底,所以散热的问题很好地解决了。
由于倒装后蓝宝石衬底朝上,成为出光面,蓝宝石是透明的,因此出光问题也得到解决。
以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高i效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。
外延生长的基本原理是:在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)上,气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。
目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。
MOCVD介绍:
金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical Vapor Depoisition,简称 MOCVD), 1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。
该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体,是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖i端光电子设备,主要用于GaN(氮化家)系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极管芯片的制造,也是光电子行业蕞有发展前途的设备之一。