Kas ir LED mikroshēma? Tātad, kādas ir tās īpašības? LED mikroshēmu ražošanas galvenais mērķis ir ražot efektīvus un uzticamus kontaktelektrodus ar zemu omi un nodrošināt relatīvi nelielu sprieguma kritumu starp saskares materiāliem un nodrošināt spiediena paliktņus lodēšanas vadiem, vienlaikus maksimāli palielinot gaismas izvadi. Šķērsplēves procesā parasti tiek izmantota vakuuma iztvaicēšanas metode. Augstā 4Pa vakuumā materiāls tiek izkausēts ar pretestības karsēšanas vai elektronu staru bombardēšanas sildīšanas metodi, un BZX79C18 tiek pārveidots metāla tvaikos un zemā spiedienā tiek nogulsnēts uz pusvadītāja materiāla virsmas.
Parasti izmantotie P veida kontaktmetāli ietver sakausējumus, piemēram, AuBe un AuZn, savukārt kontaktmetāls N pusē bieži ir izgatavots no AuGeNi sakausējuma. Arī sakausējuma slānis, kas veidojas pēc pārklājuma, ir pēc iespējas vairāk jāpakļauj luminiscējošajā zonā, izmantojot fotolitogrāfijas procesu, lai atlikušais sakausējuma slānis atbilstu efektīvu un uzticamu zema omu kontakta elektrodu un lodēšanas stieples spiediena spilventiņu prasībām. Pēc fotolitogrāfijas procesa pabeigšanas tai ir jāiziet arī sakausēšanas process, ko parasti veic H2 vai N2 aizsardzībā. Leģēšanas laiku un temperatūru parasti nosaka tādi faktori kā pusvadītāju materiālu īpašības un sakausējuma krāsns forma. Protams, ja zili zaļie un citi mikroshēmu elektrodu procesi ir sarežģītāki, ir jāpievieno pasivācijas plēves augšana, plazmas kodināšanas procesi utt.
Kuriem procesiem LED mikroshēmu ražošanas procesā ir būtiska ietekme uz to optoelektronisko veiktspēju?
Vispārīgi runājot, pēc LED epitaksiālās ražošanas pabeigšanas tā galvenā elektriskā veiktspēja ir pabeigta, un mikroshēmu ražošana nemaina tā galveno ražošanas raksturu. Tomēr neatbilstoši apstākļi pārklāšanas un leģēšanas procesā var izraisīt sliktus elektriskos parametrus. Piemēram, zema vai augsta sakausējuma temperatūra var izraisīt sliktu omisku kontaktu, kas ir galvenais iemesls lielam tiešā sprieguma kritumam VF mikroshēmu ražošanā. Pēc griešanas daži korozijas procesi mikroshēmas malās var palīdzēt uzlabot mikroshēmas reverso noplūdi. Tas ir tāpēc, ka pēc griešanas ar dimanta slīpripas asmeni skaidas malās būs daudz atlieku un pulvera. Ja šīs daļiņas pielīp pie LED mikroshēmas PN savienojuma, tās izraisīs elektrības noplūdi un pat bojājumus. Turklāt, ja fotorezists uz mikroshēmas virsmas nav tīri nolobīts, tas radīs grūtības priekšējā lodēšanai un virtuālajai lodēšanai. Ja tas atrodas aizmugurē, tas arī izraisīs augstu spiediena kritumu. Šķeldas ražošanas procesā gaismas intensitātes palielināšanai var izmantot virsmas raupjumu un trapecveida struktūras.
Kāpēc LED mikroshēmas ir jāsadala dažādos izmēros? Kāda ir izmēra ietekme uz LED optoelektronisko veiktspēju?
LED mikroshēmas var iedalīt mazjaudas mikroshēmās, vidējas jaudas mikroshēmās un lieljaudas mikroshēmās, pamatojoties uz jaudu. Saskaņā ar klientu prasībām to var iedalīt kategorijās, piemēram, vienas caurules līmenis, digitālais līmenis, punktu matricas līmenis un dekoratīvais apgaismojums. Kas attiecas uz konkrēto mikroshēmas izmēru, tas ir atkarīgs no dažādu mikroshēmu ražotāju faktiskā ražošanas līmeņa un īpašu prasību nav. Kamēr process tiek izturēts, mikroshēma var palielināt vienības jaudu un samazināt izmaksas, un fotoelektriskā veiktspēja netiks būtiski mainīta. Strāva, ko izmanto mikroshēma, faktiski ir saistīta ar strāvas blīvumu, kas plūst caur mikroshēmu. Maza mikroshēma patērē mazāk strāvas, savukārt liela mikroshēma izmanto vairāk strāvas, un to vienības strāvas blīvums būtībā ir vienāds. Ņemot vērā, ka lielas strāvas apstākļos galvenā problēma ir siltuma izkliede, tā gaismas efektivitāte ir zemāka nekā zemā strāvā. No otras puses, palielinoties laukumam, mikroshēmas ķermeņa pretestība samazināsies, kā rezultātā samazināsies tiešās vadīšanas spriegums.

Kāda ir LED lieljaudas mikroshēmu vispārējā platība? Kāpēc?
LED lieljaudas mikroshēmas, ko izmanto baltai gaismai, parasti tiek rādītas tirgū aptuveni 40 milj. apmērā, un lieljaudas mikroshēmām izmantotā jauda parasti attiecas uz elektrisko jaudu, kas pārsniedz 1 W. Tā kā kvantu efektivitāte parasti ir mazāka par 20%, lielākā daļa elektroenerģijas tiek pārvērsta siltumenerģijā, tāpēc siltuma izkliede ir svarīga lieljaudas mikroshēmām, tāpēc tām ir nepieciešams liels laukums.
Kādas ir atšķirīgas prasības mikroshēmu tehnoloģijai un apstrādes iekārtām GaN epitaksiālo materiālu ražošanai salīdzinājumā ar GaP, GaAs un InGaAlP? Kāpēc?
Parasto LED sarkano un dzelteno mikroshēmu un augsta spilgtuma ceturtdaļsarkano un dzelteno mikroshēmu substrātos tiek izmantoti salikti pusvadītāju materiāli, piemēram, GaP un GaAs, un tos parasti var izgatavot par N tipa substrātiem. Slapjā procesa izmantošana fotolitogrāfijai un vēlāk griešana skaidās, izmantojot dimanta slīpripas asmeņus. Zili zaļā mikroshēma, kas izgatavota no GaN materiāla, izmanto safīra substrātu. Safīra substrāta izolējošās īpašības dēļ to nevar izmantot kā LED elektrodu. Tāpēc abi P/N elektrodi ir jāizgatavo uz epitaksiālās virsmas ar sauso kodināšanu un jāveic daži pasivācijas procesi. Safīra cietības dēļ to ir grūti sagriezt skaidās ar dimanta slīpripas asmeņiem. Tā ražošanas process parasti ir sarežģītāks nekā GaP un GaAs materiālu ražošanas processLED prožektori.

Kāda ir "caurspīdīgā elektroda" mikroshēmas struktūra un īpašības?
Tā sauktajam caurspīdīgajam elektrodam jāspēj vadīt elektrību un jāspēj pārraidīt gaismu. Šo materiālu tagad plaši izmanto šķidro kristālu ražošanas procesos, un tā nosaukums ir indija alvas oksīds, saīsināts kā ITO, taču to nevar izmantot kā lodēšanas paliktni. Izgatavojot vispirms ir nepieciešams sagatavot omu elektrodu uz mikroshēmas virsmas, pēc tam pārklāt virsmu ar ITO slāni un pēc tam uz ITO virsmas uzklāt lodēšanas paliktņu slāni. Tādā veidā strāva, kas nāk uz leju no svina vada, tiek vienmērīgi sadalīta pa ITO slāni uz katru omu kontakta elektrodu. Tajā pašā laikā, tā kā ITO refrakcijas indekss atrodas starp gaisu un epitaksiālā materiāla refrakcijas indeksu, var palielināt gaismas leņķi un palielināt gaismas plūsmu.

Kāda ir mikroshēmu tehnoloģijas galvenā attīstība pusvadītāju apgaismojumam?
Attīstoties pusvadītāju LED tehnoloģijai, pieaug arī tās pielietojums apgaismojuma jomā, īpaši baltās gaismas diodes parādīšanās, kas kļuvusi par aktuālu tēmu pusvadītāju apgaismojumā. Tomēr galvenās mikroshēmas un iepakošanas tehnoloģijas joprojām ir jāuzlabo, un mikroshēmu izstrādei jākoncentrējas uz lielu jaudu, augstu gaismas efektivitāti un termiskās pretestības samazināšanu. Jaudas palielināšana nozīmē mikroshēmas lietošanas strāvas palielināšanu, un tiešāks veids ir palielināt mikroshēmas izmēru. Parasti izmantotās lieljaudas mikroshēmas ir aptuveni 1 mm x 1 mm, ar lietošanas strāvu 350 mA. Sakarā ar lietošanas strāvas palielināšanos siltuma izkliede ir kļuvusi par ievērojamu problēmu. Tagad mikroshēmas inversijas metode būtībā ir atrisinājusi šo problēmu. Attīstoties LED tehnoloģijai, tās pielietojums apgaismojuma jomā saskarsies ar vēl nebijušām iespējām un izaicinājumiem.
Kas ir apgriezta mikroshēma? Kāda ir tā struktūra un kādas ir tās priekšrocības?
Zilās gaismas LED parasti izmanto Al2O3 substrātus, kuriem ir augsta cietība, zema siltumvadītspēja un elektriskā vadītspēja. Ja tiek izmantota formāla struktūra, no vienas puses, tas radīs antistatiskas problēmas, un, no otras puses, siltuma izkliede arī kļūs par lielu problēmu lielas strāvas apstākļos. Tajā pašā laikā, jo pozitīvais elektrods ir vērsts uz augšu, tas bloķēs daļu gaismas un samazinās gaismas efektivitāti. Lieljaudas zilās gaismas gaismas diodes var sasniegt efektīvāku gaismas atdevi, izmantojot mikroshēmas apgriešanas tehnoloģiju nekā tradicionālās iepakošanas metodes.
Pašreizējā vispārējā apgrieztās struktūras pieeja ir vispirms sagatavot liela izmēra zilās gaismas LED mikroshēmas ar piemērotiem eitektiskiem metināšanas elektrodiem un tajā pašā laikā sagatavot silīcija substrātu, kas ir nedaudz lielāks par zilās gaismas LED mikroshēmu, un virs tā izveidot zelta vadošs slānis eitektiskajai metināšanai un izvada slānis (ultraskaņas zelta stieples lodveida savienojums). Pēc tam lieljaudas zilās LED mikroshēmas tiek pielodētas kopā ar silīcija substrātiem, izmantojot eitektiskās metināšanas iekārtas.
Šīs struktūras iezīme ir tāda, ka epitaksiālais slānis tieši saskaras ar silīcija substrātu, un silīcija substrāta termiskā pretestība ir daudz zemāka nekā safīra substrātam, tāpēc siltuma izkliedes problēma ir labi atrisināta. Sakarā ar to, ka safīra substrāts pēc inversijas ir vērsts uz augšu, kļūstot par izstarojošo virsmu, safīrs ir caurspīdīgs, tādējādi atrisinot gaismas izstarojuma problēmu. Iepriekš minētās ir attiecīgās zināšanas par LED tehnoloģiju. Es uzskatu, ka, attīstoties zinātnei un tehnoloģijai,LED gaismasnākotnē kļūs arvien efektīvāki, un to kalpošanas laiks tiks ievērojami uzlabots, sniedzot mums lielākas ērtības.