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。
在LED芯片制作过程中,把一些有缺陷的或者电极有磨损的芯片,分捡出来,这些就是后面的散晶,此时在蓝膜上有一些不符合正常出货要求的晶片,也就自然成了边片。
刚才谈到在晶圆上的不同位置抽取九个点做参数测试,对于不符合相关要求的晶圆片作另外处理,这些晶圆片是不能直接用来做LED方片,也就不做任何分检了,直接卖给客户了,也就是目前市场上的LED大圆片(但是大圆片里也有好东西,如方片)。
LED制作流程分为两大部分。
首先在衬低上制作氮化家(GaN)基的外延片,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延炉中完成的。
准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后,按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。
常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底,还有GaAs、AlN、ZnO等材料。
MOCVD是利用气相反应物(前驱物)及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应,将所需的产物沉积在衬底表面。
通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例,从而控制镀膜成分、晶相等品质。
MOCVD外延炉是制作LED外延片蕞常用的设备。
LED的芯片数量常识:
同一个LED灯,常见的是只采用一个芯片,但物殊情况下可以用两个甚至达到四个芯片,如:一个草帽灯可以用一至两个芯片(考虑到其体积较小,散热不方便导致性能不稳定,一般只采用一两个芯片);一个食人鱼灯可以用一,二,三,四个芯片,我司到的是一个和两个芯片;贴片3528灯可以用一,二,三个芯片(我司常用一,二个芯片),贴片5050/5060一般用到三个芯片。特别说明:贴片灯用三个芯片时,有两种情形:
1. 三个芯片的颜色完全相同
2. 三个芯片分别是红,绿,蓝色,即我们常说的RGB灯
LED的发光角度常识:
直插式LED常见的发光角度是120度,特殊的可以做到45度,或者15度。我司常用的直插式LED一般是120度,硅胶灯条采用的是45度;贴片式LED一般发光角度为120度。
LED的电压 (voltage) 常识:
单个小功率LED灯,颜色不同,其要求的电压也不同。红/黄:一般为1.8~2.1伏,白/绿/蓝:一般为3.0~3.6伏。1W大功率灯要求的电压与以上相同。
LED的电流 (current) 常识:
1. 小功率的LED灯(包括插件式或者贴片式),每个芯片上允许通过的电流一般不要高于20毫安;每个双芯片灯上允许通过的电流一般不高于40毫安;同理每个三芯片灯不要高于60毫安。。。。
2. 大功率LED,我司已采用的是1W,其允许通过的电流为150毫安。