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LED芯片LED的基本概念及发光原理LED（LightingEmittingDiode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是能够将电能转化光能的电子器件并具有二级管的特性。LED内部基本结构:两个运动：复合运动、漂移运动+-N区P区空穴注入结区入注子电发光区LED芯片工艺N-GaP-SiAlGaAsGaInP-AlP-GaP-MgAuAuBeAuTiAuAuAuGeNiNi1、LED芯片基本结构2、工程设备MOCVD(金屬有机物化学氣相沉淀法)VPE(气相磊晶)N极P极发光区上游成品（外延片）研磨（减薄、抛光）正面涂胶保护（P面）化学抛光腐蚀蒸镀（P面）蒸镀（N面）黄光室涂胶去腊清洗、库房去胶清洗清洗清洗涂胶前先涂光阻附着液光罩作业腐蚀金、铍合金蒸镀钛、铝（P面）套刻腐蚀铝、钛切割工序半切显影、定影去胶清洗涂胶去胶清洗客户要求较高的中游成品点测一刀切客户要求不高送各封装厂显影、定影全切LED芯片制作工艺流程LED制程工艺（1）—P面蒸镀CaAs衬底N-GaP-SiGaInP-Al（发光层、也称为本活性层）P-GaP-Mg蒸镀Au（P面）蒸镀AuBe（P面）蒸镀Au（P面）GaAsP面蒸镀N-GaP-SiGaInP-AlP-GaP-MgAuAuBeAuP面N面LED制程工艺（2）—N面蒸镀P面蒸镀蒸镀Au（N面）蒸镀AuGeNi（N面）蒸镀Ni（N面）蒸镀Au（N面）GaAsAuAuBeAuN-GaP-SiGaInP-AlP-GaP-MgAuAuNiAuGeNiP面、N面蒸镀初步完成LED制程工艺（3）—电极制作（A）黄光室涂胶(p面)掩膜版光照光罩作业显影、定影腐蚀金、铍去胶清洗蒸镀P面、N面保护胶光照后形成保护层保护层LED制程工艺（3）—电极制作（B）去胶清洗蒸镀钛、铝循环上面工艺再镀上钛、铝钛铝wafer1、欧姆键合：金属于金属之间的欧姆接触，接触不好影响电压、电阻等。2、电极镀层厚度、层数、材料容易影响芯片的好坏。制程注意问题：Wafer半切Wafer全切切割上视图LED制程工艺（4）—切割SIZE两种切割：1、激光：速度快，效率高。目前常用方法2、钻石切割：速度较慢，且容易出现毛边。LED制程工艺初步统计及小结123456P面蒸镀N-GaP-SiGaInP-AlP-GaP-MgAuAuBeAuN面蒸镀AuAuGeNiNiAu电极涂胶光罩显影、定影腐蚀清洗P极蒸镀钛铝CHIP半、全切割清洗1、芯片工序多、工艺复杂，但灵活性高、技术含量强。2、各厂家使用设备、工艺流程、化学配方、都形成自己的一套并不断更新。3、万变不离其宗，其主要路线是一样：外延片的生长、电极的制作、后期切割。相关设备•用于LED光罩对准曝光微影制程。该设备是利用照相的技术，定义出所需要的图形，因为采用感光剂易曝光，得在黄色灯光照明区域内工作，所以其工作的区域叫做「黄光区」单电子枪金属蒸镀系统光罩对准曝光机•用于金属蒸镀（ITO，Al，Ti，Au，Ni，Mo，Pd，Pt，Ag）；金属薄膜欧姆接触蒸镀(四元LED，蓝光LED，蓝光LD)制程。（续）•介电质薄膜厚度及折射率量测光谱解析椭圆测厚仪高溫快速熱處理系統•雜質熱退火處理•金半接面合金處理（续）晶片研磨機晶片研磨機／拋光機•晶片研磨（Sapphire、GaN、Si）•晶片拋光•晶片研磨（GaAs、InP）•晶片拋光（续）切割机•DicingSaw用于中道工序Wafer的切割。（续）贴膜机清洗机•用于Wafer切割前，把Wafer很好的贴于切割用膜的表面。•用于Wafer切割后，把Wafer表面经切割后留下的污物冲洗干净。X的取值三元化合物GaPXAs1-X禁带宽度波长与颜色X=0.2GaAs0.8P0.21.66eVλ=747nm红色X=0.35GaAs0.65P0.351.848eVλ=671nm橙色LED颜色跟材料之间关系1、芯片的发光颜色跟发光区选择的材料有关，3、调节X的值就能改变材料的能级结构，即改变LED的发光颜色。此即所谓的能带工程。2、芯片的元的计算，就是发光区选择的材料含几种元素，就称为几元芯片。例如：AlCaInP就称为四元，CaAs就称为二元。。现有芯片的颜色对应的波長紫光波长:370-385nm藍光波長:450-470nm綠光波長:510-530nm紅光波長:620-630nm黃光波長:580-595nm橙光波长:600-615nm红外波长:850nm、880nm、940nmLED芯片的发展（1）—外观结构1999年前：标准结构。2002年：ATON结构。2003年：NOTA结构。2005年：ThinGaN结构。上图为德国OSRAM芯片结构变化：每一种结构的变化通常能提高10-20%的光效LED芯片的发展（2）—镀层、衬底1、DBR（DistributedBraggReflector）：将另一边的光源折向同一边。2、流局限（CurrentBlocking）：使P极流向N极电流分布均匀，增加发光面积。3、OMA（Omni-directionalMirrorAdherence）：全方位镜面接合技术此技术为AOC专利，同时将原衬底CaAs换成Si。大功率芯片是LED主流发展—常用结构蓝宝石N-CaNP-CaN蓝宝石N-CaN金属反射层N极P极发光P-CaNN极P极SiP-CaNN-CaN金属衬底N极目前大功率蓝光封装主要结构有三种：蓝宝石衬底、倒装、金属衬底1、蓝宝石衬底：工艺简单、成本低，但是导热不好，稳定性不高。2、倒装：透光相对蓝宝石衬底要高，但工艺复杂相对复杂，体积大。3、金属衬底：工艺复杂、成本高，但导热好、稳定性高、出光效果好。什麼是大功率芯片一、尺寸：1、24mil*24mil2、27mil*27mil3、30mil*30mil4、40mil*40mil5、45mil*45mil6、60mil*60mil二、电流：1、150mA0.5w2、350mA1.0w3、700mA3.0w4、1000mA5.0wLED封装—大功率1、封装结构2、内部结构普通COB结构多晶结构LED封装发展10-20mA20-70mA150-350mA1.0-2.0Lm2.0-5.0LM0.5W:20-30Lm1w:60-70Lm3w--100w--？1、封装的电流越来越大，流明数越来越高，可以看出大功率是发展主流，特别是白光。方向1DC方向2ACSOUL2、封装的方向有两个：一是：功率越来越高；二是：交流方向。绿色走势路灯照明显示屏汽车照明家庭照明城市夜景背光源交通灯其它特点：低耗电、高亮度、高使用寿命、可靠性高。LED草坪灯LED交通信号灯特点：耗电省、产生热量小、寿命长、耐冲击，有红、黄、绿、兰、白等多种发光颜色，能满足不同场合对发光色彩的要求。特点：低耗电、高亮度、高使用寿命、可靠性高。LED草坪灯LED交通信号灯特点：耗电省、产生热量小、寿命长、耐冲击，有红、黄、绿、兰、白等多种发光颜色，能满足不同场合对发光色彩的要求。特点：低耗电、高亮度、高使用寿命、可靠性高。LED草坪灯LED交通信号灯特点：耗电省、产生热量小、寿命长、耐冲击，有红、黄、绿、兰、白等多种发光颜色，能满足不同场合对发光色彩的要求。特点：低耗电、高亮度、高使用寿命、可靠性高。LED草坪灯LED交通信号灯特点：耗电省、产生热量小、寿命长、耐冲击，有红、黄、绿、兰、白等多种发光颜色，能满足不同场合对发光色彩的要求。工作原理：利用装于主轴上高速(可达60000rpm)旋转的刀片(分为软刀和硬刀)划过被切割件的具有特定标记的表面，而把整个被切割件分割成所需要的小颗粒。如右图：软刀硬刀Wafer工作原理：利用装于主轴上高速(可达60000rpm)旋转的刀片(分为软刀和硬刀)划过被切割件的具有特定标记的表面，而把整个被切割件分割成所需要的小颗粒。如右图：软刀硬刀Wafer芯片国内2007年达到72%的高增长率全球2009年紫外光50亿美元.UnityOptoTechnology藍光芯片主要用於封裝LED白燈YAGPhosphorforWhiteLED藍光激發螢光粉可藉由調整成份改變白光LED的色溫以紫外光激發紅藍色綠三色螢光粉藍光芯片市場主流單晶粒藍光LEDUnityOptoTechnology白光LED種類白光LED-SMD型-Leaded型二波長型三波長型單晶粒藍ZnSe+基板藍InGaN+YAG雙晶粒藍InGaN+黃綠琥GaP單晶粒多晶粒紫外光Chip+紅藍綠螢光體紅藍綠光1ChipLED紅藍綠光LED3Chip組成UnityOptoTechnology大功率市場的主要競爭對手分析競爭對手１Ｗ白燈封裝亮度好處壞處旭明—美國semiled６５－７５LM亮度高；稳定性不錯較貴、交期譜惠－美國60-70LM亮度高稳定性不錯較貴韓國安熒epivilley50-60LM較貴，亮度比我們低．穏定强不高ITSWELL55-64LM韓國optoway50-60LM較貴，亮度比我們低．穏定强不高UnityOptoTechnology芯片銷售須知：一般客戶需要提供芯片要求資料芯片尺寸：單位:mil波長:單位:nm電壓：單位:V封裝後亮度要求：單位：lm流明用量：單位：KUnityOptoTechnology測試報告批号IVVFWLDS3OL15－GR525H-S3-L1070418GL1113001-139943.34－3.43525.5-529.86NO.光通量（lm）光效（lm/W）电压（v)WLD(nm)WLP(nm)149.1941.163.42521.5515.9251.7743.843.35520.5515.1352.7844.583.35521514.8450.1942.023.38521.6516.2548.7942.093.28522.7516.6avg50.54442.7383.36521.46515.72批号IVVFWLDP3OL15-BL460L1-P3-L1170417BL715000-53533.28－3.46455-457.5NO.光通量（lm）光效（lm/W）电压（v)色温（k）155.4246.533.375952258.8548.693.428363354.6345.873.375971458.0648.63.385885552.7843.043.476626659.3849.273.415557avg56.52473.406392WNPW06LS成品参数如下（白光）ITSWELL40mil大功率测试状况GNPW06LS成品参数如下（绿光）芯片型号芯片型号SeeYou!!!THANKS!