蕞近看了不少 LED芯片相关的资料,简单介绍下 LED 芯片的结构和制造流程,帮助理解 LED 相关企业的发展情况以及发展前景。
LED 芯片一共包含两部分主要内容,一个是 LED 外延片 — 上图中下面的蓝宝石衬底以及衬底上的氮化家(GaN)缓冲层;一个是在外延片上面用来发光的量i子阱和 PN 电极层。所以 LED 芯片一共涉及三个生产工序:发光外延片生长、芯片生长和制造、芯片封装。
在上面三个工序中,外延片的生长技术含量蕞高、芯片制造次之、而封装又次之。
电子芯片和LED芯片有什么主要区别?
1,芯片的裸die尺寸相差不是太大,如cm/mm/0.1mm这个量级,但同样大小的集成电路里面有非常复杂的电路(常说的7nm/10nm工艺),IC设计和制造一样为非常复杂高难度的工程,由此衍生既像Intel、三星这样设计制造一体的公司,也有高通、苹果这样的Fabless公司及台积电这样的专业代工厂;而分立器件一颗die就是独立的一个发光源再加上正负电极,里面的制程可能100um/10um级就够了,制造工艺流程也简单很多,从头到尾一百次左右工序就差不多了。更谈不上独立的LED IC设计公司。
2,芯片制造厂对清洁和低缺陷率要求很高,前者可能影响性能,缺陷多了,载流子移动速度上不来,如同一批货,有的能跑2.8GHz频率,有的只能跑2G以下;LED芯片对发光层缺陷率的要求比硅器件还要高几个数量级(印象中数据),否则严重影响发光效率,也就是很大部分能量以热能形式损失掉了。LED技术和产品已有几十年历史,但大规模使用(如液晶屏幕背光)是这二十年来的事情,材料不行导致发光效率低是首要原因。
贴片LED分类
1、按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管适合于做指示灯用。
2、按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。