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LED芯片基础知识刘娉娉2010-7-19德豪润达光电科技有限公司2LED（LightEmittingDiode）是靠电子和空穴的复合,将电能转换成光能的半导体器件。LED具有寿命长、可靠性高、体积小、功耗低、响应速度快、易于调制和集成等优点。LED可应用于彩灯、交通灯、数码管、显示屏、手机和笔记本电脑背光源等。LED及其应用德豪润达光电科技有限公司3LED产业区分德豪润达光电科技有限公司4氮化鎵(GaN)-蓝绿ITOSiO2PadSapphiren-GaNp-GaNMQWSapphiren-GaNp-GaNAuMQWLED制作流程德豪润达光电科技有限公司5表面处理（Surfacecleaning)光刻(Photolithography)蚀刻（Etching)湿法腐蚀(WetEtch)干法蚀刻(DryEtching)打线盘金属蒸镀(Evaporation)沉积(Deposition)研磨、切割测试分拣芯片主要工艺LED芯片制程德豪润达光电科技有限公司6LED芯片制造工艺流程外延片清洗蒸镀平台刻蚀电极镀膜NP、N沉积SiO2ITOCBL打线电极蒸镀平台刻蚀P、N沉积SiO2ITO成测封装切割研磨成品入库德豪润达光电科技有限公司7CBL制作•CBL(Currentblockinglayer)•SiO2：SiH4+N2O→SiO2•影响因素：生长温度、功率、流量、速度等•参数：折射率等•光刻胶掩膜BOE湿法腐蚀Oxford800plusCBLP-GaNN-GaNSapphire德豪润达光电科技有限公司8涂胶、光刻、显影、腐蚀、去胶CBL制作流程德豪润达光电科技有限公司9ITO蒸镀及腐蚀•p-GaP掺杂浓度高,而p-GaN掺杂浓度低,造成蓝绿光LED需要制造TCL增加电流扩散,•影响因素：源、温度、流量、速率、环境等•ITO参数：透光度、片电阻、透射曲线、腐蚀速率•湿法腐蚀：侧向腐蚀ITO湿法腐蚀德豪润达光电科技有限公司10Mesa干法蚀刻蓝宝石衬底不导电，露出部分N-GaNICP干法蚀刻：影响因素：气体、流量、比例、压力、时间；参数：蚀刻深度、表面状况干法蚀刻N-GaN德豪润达光电科技有限公司11P、N电极蒸镀•PN打线盘•N型欧姆接触电极•金属蒸镀参数：蒸发源纯度、真空度、蒸发速率黏附性、欧姆接触PN电极光刻图形undercut德豪润达光电科技有限公司12钝化层生长及开窗口SiO2影响参数：生长温度、功率、流量、折射率、腐蚀速率、黏附性吸水性德豪润达光电科技有限公司13LED芯片制程---清洗清洗车间目的：表面清洗、去胶、化学腐蚀，去除金属、有机物、氧化物、表面杂质等；所需：511、去胶液、ITO腐蚀液、金属腐蚀液、BOE、O2plasma德豪润达光电科技有限公司14光刻车间目的:匀胶、对版曝光、显影、定胶；参数：光刻胶的厚度及均匀性、曝光功率及时间、显影后图形的完整、定胶的时间等，对后道工序都将产生很大影响。LED芯片制程---光刻德豪润达光电科技有限公司15干法刻蚀与沉积:氮化镓、蓝宝石、SiO2蚀刻---ICP；二氧化硅沉积---PECVD；镀膜：电子束蒸镀透明电极和打线焊盘；主要的蒸镀材料有ITO、Au、Cr等金属。LED芯片制程---沉积与镀膜德豪润达光电科技有限公司16芯片研磨、切割参数：研磨厚度、翘曲、划痕等;激光划片将采用隐形切割的方式～460μm～85μm蓝宝石N-GaNP-GaNN电极蓝宝石N-GaNP-GaNN电极P电极P电极德豪润达光电科技有限公司17芯片切割芯片切割两种方法：金刚刀切割激光切割德豪润达光电科技有限公司18芯片切割德豪润达光电科技有限公司19测试与分拣芯片的光电参数：1、芯片测试2、芯片分选其中LED芯片测试机对芯片光电参数的一致性起着主要作用，分选机的性能及使用方式也会部分地影响到芯片光电参数的一致性。德豪润达光电科技有限公司20电参数部分：1，保证测试机供电稳定。2，保证测试机内部电路元件处于正常工作状态。3，保证探针与测试模组之间、探针与探针夹具之间，探针与芯片电极之间的接触正常。光参数部分：1，保证测试机校准系数准确。2，保证测试机光学探头的位置与状态稳定不变。3，保证显微镜放大倍率及显微镜机构位置稳定不变。4，保证待测芯片位置始终与显微镜光路保持同轴，且芯片发光中心与显微镜中心位置对准不变。5，保证测试机光学模组内部的各项元件处于正常工作状态。芯片相关参数及其测量德豪润达光电科技有限公司21芯片分捡老式分选机芯片按WLD、Iv、Vf、Vz、Ir进行分类德豪润达光电科技有限公司22芯片分捡德豪润达光电科技有限公司23以上是一个GaNLED生产基本制程的，但不是唯一，其中很多步骤顺序可以调换、简化，还有很多地方需要我们一起努力去改善、优化。德豪润达光电科技有限公司24一般芯片的制造周期大约10天左右时间，分为以下几个阶段：1、外延片生产阶段2、外延片验证阶段3、芯片工艺完成阶段4、磨切阶段5、前目检阶段6、点测和分拣阶段7、后目检和打标签入库阶段芯片生产周期LED芯片制程德豪润达光电科技有限公司25芯片制造与所有工业制品一样，其成本计算无外乎以下：产品生产（制造）成本计算，就是将企业生产过程中位制造产品所发生的各种费用，按照所生产产品的品种（即成本计算对象）进行分配和归集，计算各种产品的总成本和单位成本。节约成本的方法：1、提高生产效率，提高产量2、优化工艺步骤，减少单位原材料损耗3、原材料的国产化、本地化芯片制造成本计算LED芯片制程德豪润达光电科技有限公司26芯片相关参数及其测量正向电压Vf：指在确定电流下器件两端的电压值，所取的正向电流一般教大在10mA—30mA之间，在实验室中所取If=20mA。反向电流Ir：是指在给定反向电压值的情况下流经器件的反向电流值。在实验中所取Vr=5V（也有取7V、10V)。反向击穿电压Vz：是反应器件反向耐压高低的参数，通常是指一定漏电流下器件两端的电压。严格时可取Iz=-10μA，不严格时甚至可以取到100μA。一般来说Vz的值在10—25V之间。光通量Φv(LuminousFlux)：它是一个描述器件总的光输出的一个重要的物理量，也是发光器性能优劣的根本标志。。光通量的单位是流明（Lm）。发光强度Iv(LuminousIntensity)：指光源在给定方向上一个很小的立体角元内所包含的光通量与该立体角的比值。单位是坎德拉(cd)，或者mcd辐射通量Φe(RadiantFlux)：通常又叫做辐射功率，是辐射源发射、传输和接受的功率，单位是w或mw。德豪润达光电科技有限公司27MMESDS分类表试验等级等效充电电压（±V）110022003400HBMESDS分类表试验等级等效充电电压（±V）1200024000316000人体模式(HBM)机械模式(HBM)芯片相关参数及其测量ESD(抗静电能力）德豪润达光电科技有限公司28封装类型软封装引脚式封装（双孔直插式－引线杯）微型封装（贴片式SMD）双列直插式（食人鱼）功率型封装（大功率）德豪润达光电科技有限公司29软封装引脚式德豪润达光电科技有限公司30微型封装双列直插式德豪润达光电科技有限公司31功率型封装德豪润达光电科技有限公司32汽车领域LCD、笔记本电脑、手机背光源大屏幕显示照明其他领域应用领域德豪润达光电科技有限公司33应用领域-汽车领域由于LED灯亮度高、寿命长、抗震性好等诸多优点已被部分生产豪华轿车的厂家选用。一辆车需要300多颗LED，其需求量非常大。据分析车用LED灯市场未来三年复合成长率为72%，年产值将达10亿元。德豪润达光电科技有限公司34应用领域-LCD手机背光源领域德豪润达光电科技有限公司35应用领域-全彩显示屏德豪润达光电科技有限公司36应用领域-全彩显示屏德豪润达光电科技有限公司37未来几年半导体照明产业的发展将迎来实质性进展，市场潜力巨大。应用领域-照明领域工业照明家庭照明城市照明德豪润达光电科技有限公司38LED彩灯应用领域-其他领域德豪润达光电科技有限公司39Thanks