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led芯片工艺LED芯片工艺是指制造LED芯片的过程和技术方法，包括材料准备、晶片制备、器件制备、封装等。
下面将对LED芯片工艺进行详细介绍。
首先是材料准备。
制造LED芯片的材料主要包括衬底材料、外延材料和粘结材料。
衬底材料一般选择为蓝宝石或碳化硅，外延材料则是通过外延生长技术在衬底上制备出LED晶粒，而粘结材料则用于将晶粒粘结在芯片上。
接下来是晶片制备。
晶片制备主要包括晶粒生长、总反射镜制备、pn结制备等步骤。
晶粒生长是通过外延生长技术将外延材料在衬底上生长出LED晶粒。
总反射镜制备则是在晶粒表面制备一层高反射率的金属或介质镜层，用于提高LED的发光效率。
pn结则是通过掺杂技术，在晶粒中形成p型和n型区域，用于形成LED的正负极。
然后是器件制备。
器件制备主要包括金属电极制备、传输层制备、抗反射层制备等步骤。
金属电极制备是在晶粒表面制备电极层，用于提供电流流通和电流集中的功能。
传输层是在晶粒表面制备一层透明导电层，用于增强电流的传输效果。
抗反射层则是在晶粒表面制备一层抗反射膜，用于减少表面反射损耗。
最后是封装。
封装是将制备好的LED晶片封装在外壳中，用于保护晶片并提供光亮效果。
封装过程中还要添加透镜和基座等部件，用于调节和支撑发光效果。
封装还需要进行焊接、封装材料固化等步骤，最后通过测试检测确保LED芯片的质量。
除了以上的工艺步骤，LED芯片的制造还需要严格的清洁环境和专业的设备。
由于LED芯片制造过程中对杂质和灰尘的要求非常高，因此需要在洁净室中进行制造，并且要使用高精度的设备来进行加工和检测。
总结起来，LED芯片工艺包括材料准备、晶片制备、器件制备、封装等步骤。
通过这些工艺的流程和技术方法，可以制造出质量优良、性能稳定的LED芯片。
随着LED技术的不断发展和创新，LED芯片工艺也在不断改进和优化，以满足市场对高亮度、高效能的LED产品的需求。
LED芯片制作流程引言LED（Light Emitting Diode）芯片是一种能够将电能转化为可见光的电子器件。
随着LED技术的不断发展，LED芯片已成为照明、显示和通信等领域的重要组成部分。
本文将介绍LED芯片制作的流程，从材料准备、晶片制备、封装和测试等方面进行详细的说明。
材料准备LED芯片制作的第一步是准备所需的材料。
以下是常见的LED芯片制作所需材料：1.衬底材料：LED芯片通常以蓝宝石或硅基片作为衬底材料。
2.外延材料：外延材料是在衬底上生长的材料，通常为GaAs（镓砷化镓）或InP（磷化铟）。
3.掺杂剂：为了调节LED芯片的发光功率和光谱特性，需要添加适量的掺杂剂，如硅、锌、镁等。
4.金属线：用于提供电流给LED芯片的金属线，通常为金或铜线。
5.光学材料：用于封装LED芯片的透明材料，如环氧树脂或硅胶。
晶片制备外延生长外延生长是制作LED芯片的关键步骤之一。
外延生长是指在衬底材料上生长外延材料。
这一过程通常通过分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等方法进行。
1.清洗衬底：首先，将衬底材料进行清洗，以确保表面干净，无杂质。
2.磊晶：在清洗后的衬底表面，通过外源原子束或气相反应的方式，使外延材料逐层生长在衬底上，形成结晶的外延层。
晶圆加工在外延层生长完毕后，需要对晶圆进行加工和处理，以制作成最终的LED芯片。
1.剥离：将衬底材料从外延层上剥离，通常采用机械剥离或化学剥离的方法。
2.制造PN结：在外延层上通过掺杂剂添加，形成PN结，即正负电荷的结合面。
3.打孔：通过化学腐蚀或机械打孔等方式，形成电极接触孔。
4.极性标记：在晶圆上标记正负极性。
封装为了保护晶片并提供适当的电气和光学性能，LED芯片需要进行封装。
1.胶水应用：将LED晶片粘贴在塑料或金属基底上，并使用胶水固定。
2.金属线焊接：使用金属线将LED芯片的电极与封装基底连接。
3.导光板安装：安装导光板，以提高光的效果，并引导光线发射。
1.厦门三安光电(主流全色系超高亮度LED 芯片,各项性能指标领先,蓝、绿光ITO(氧化铟锡)芯片的性能指标已接近国际最高指标,在同行内具有较强竞争力)厦门三安电子有限公司是目前国内最大、国际一流的超高亮度发光二极管外延及芯片产业化基地，占地5万多平方米。
公司目前的产品主要有全色系LED外延片、芯片、光通讯核心元件等，产品技术指标属世界先进水平。
公司被国家科技部列入国家半导体照明工程龙头企业。
2.大连路美(路美拥有上百个早期国际国内核心专利,,范围横跨外延、芯片、封装、灯具、发光粉等。
)连路美芯片科技有限公司是由美国路美光电公司与大连路明科技集团公司共同投资设立的中外合资企业，公司总投资1.5亿美元，占地面积10.8万平米，总建筑面积63515平米，专业从事高品质LED半导体发光芯片和LD激光芯片的研发、生产与制造。
美国路美光电公司的前身为美国纳斯达克上市公司AXT的光电公司，技术水平处于世界前四名。
3.杭州士兰明芯(其技术优势在于芯片制造工艺,同时受益母公司强大的集成电路和分立器件生产线经验。
公司LED显示屏芯片的市场占有率超过50%,09年作为唯一的国产芯片厂商中标广场LED显示屏。
)杭州士兰明芯科技有限公司是一家设计、制造高亮度全彩LED芯片的光电半导体器件公司。
公司位于杭州经济技术开发区，为杭州士兰微电子股份有限公司与杭州士兰集成电路有限公司合资创办。
公司注册资本金为1.5亿元人民币，占地75亩，拥有进口生产设备一百二十多台套。
公司产品包括蓝、绿光氮化物半导体材料外延片和芯片两大部分，生产工艺技术已经达到国际水平。
4.武汉迪源光电(武汉迪源目前的产品主要以0.5W和1W LED芯片为主,月产能为10-15KK,主要生产45、50和60mil的大功率LED芯片,同时迪源已拥有1项美国专利和4项中国专利。
)5.广州晶科电子(是珠三角唯一一家大功率、高亮度、高稳定性蓝光LED芯片制造企业。
晶科核心产品优势是功率型氮化镓蓝LED芯片和超大功率模组芯片(5W、10W、15W、30W等)。
led扩晶切膜技术LED扩晶切膜技术是一项应用在LED制造中的重要工艺，它能够提高LED的亮度和效果，同时也能够降低生产成本。
本文将从LED的基本原理、扩晶切膜技术的原理、应用以及未来发展等方面进行详细介绍。
一、LED的基本原理LED（Light Emitting Diode），即发光二极管，是一种半导体器件。
当电流通过LED时，半导体材料中的电子与空穴发生复合，产生光能，从而实现发光效果。
LED具有高效率、长寿命、低能耗等优点，因此被广泛应用于照明、显示、通信等领域。
二、扩晶切膜技术的原理扩晶切膜技术是指通过对LED芯片的晶体结构进行调整，提高LED 的光提取效率。
LED芯片通常由多个层次的半导体材料构成，其中包括P型半导体、N型半导体和发光层。
在光提取过程中，由于不同层次之间的折射率不同，部分光线会发生反射或全反射，无法从LED芯片中逸出，导致光提取效率低下。
扩晶切膜技术通过切割LED芯片的晶体结构，改变芯片内部的折射率分布，使得光线在芯片内部的传输路径更加合理，减少了反射和全反射的现象，提高了光的提取效率。
具体而言，扩晶切膜技术可以通过控制切割角度和位置，使得内部反射的光线能够从芯片的侧面或顶部逸出，从而增加了光的输出。
三、扩晶切膜技术的应用扩晶切膜技术在LED制造中有着广泛的应用。
首先，扩晶切膜技术可以提高LED的亮度和均匀性。
通过优化晶体结构，扩晶切膜技术能够减少光线在芯片内部的损失，提高光的输出效果，使得LED的亮度更高，光线更均匀。
扩晶切膜技术可以降低LED的生产成本。
LED的制造过程中，扩晶切膜技术可以减少对其他材料的需求，降低了生产成本。
此外，通过提高光的提取效率，扩晶切膜技术还能够减少对外部光源的依赖，进一步降低了成本。
四、扩晶切膜技术的未来发展随着LED技术的不断进步，扩晶切膜技术也在不断发展。
未来，扩晶切膜技术有望进一步提高LED的亮度和效果。
一方面，可以通过优化切割角度和位置，进一步减少光的损失，提高光的输出效率。
1.厦门三安光电(主流全色系超高亮度LED 芯片,各项性能指标领先,蓝、绿光ITO(氧化铟锡)芯片的性能指标已接近国际最高指标,在同行内具有较强竞争力)厦门三安电子有限公司是目前国内最大、国际一流的超高亮度发光二极管外延及芯片产业化基地，占地5万多平方米。
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美国路美光电公司的前身为美国纳斯达克上市公司AXT的光电公司，技术水平处于世界前四名。
3.杭州士兰明芯(其技术优势在于芯片制造工艺,同时受益母公司强大的集成电路和分立器件生产线经验。
公司LED显示屏芯片的市场占有率超过50%,09年作为唯一的国产芯片厂商中标广场LED显示屏。
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公司注册资本金为1.5亿元人民币，占地75亩，拥有进口生产设备一百二十多台套。
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4.武汉迪源光电(武汉迪源目前的产品主要以0.5W和1W LED芯片为主,月产能为10-15KK,主要生产45、50和60mil的大功率LED芯片,同时迪源已拥有1项美国专利和4项中国专利。
)5.广州晶科电子(是珠三角唯一一家大功率、高亮度、高稳定性蓝光LED芯片制造企业。
晶科核心产品优势是功率型氮化镓蓝LED芯片和超大功率模组芯片(5W、10W、15W、30W等)。
LED芯片分类、定义、特点、磊晶种类、材料1.MB芯片定义与特点■ 定义﹕MB 芯片﹕Metal Bonding (金属粘着）芯片﹔该芯片属于UEC 的专利产品■ 特点﹕1: 采用高散热系数的材料---Si 作为衬底﹐散热容易.*Thermal ConductivityGaAs: 46 W/m-KGaP: 77 W/m-KSi: 125 ～ 150 W/m-KCupper:300~400 W/m-kSiC: 490 W/m-K2﹕通过金属层来接合(wafer bonding)磊晶层和衬底，同时反射光子，避免衬底的吸收.3: 导电的Si 衬底取代GaAs 衬底，具备良好的热传导能力(导热系数相差3~4 倍)，更适应于高驱动电流领域。
4: 底部金属反射层﹐有利于光度的提升及散热5: 尺寸可加大﹐应用于High power 领域﹐eg : 42mil MB2.GB芯片定义和特点定义﹕GB 芯片﹕Glue Bonding (粘着结合）芯片﹔该芯片属于UEC 的专利产品特点﹕1﹕透明的蓝宝石衬底取代吸光的GaAs衬底﹐其出光功率是传统AS (Absorbable structure)芯片的2倍以上﹐蓝宝石衬底类似TS芯片的GaP衬底.2﹕芯片四面发光﹐具有出色的Pattern图3﹕亮度方面﹐其整体亮度已超过TS芯片的水平(8.6mil)4﹕双电极结构﹐其耐高电流方面要稍差于TS单电极芯片3.TS芯片定义和特点■ 定义﹕TS 芯片﹕ transparent structure(透明衬底)芯片﹐该芯片属于HP 的专利产品。
■ 特点﹕1.芯片工艺制作复杂﹐远高于AS LED2. 信赖性卓越3.透明的GaP衬底﹐不吸收光﹐亮度高4.应用广泛4.AS芯片定义与特点■ 定义﹕AS 芯片﹕Absorbable structure (吸收衬底）芯片﹔经过近四十年的发展努力﹐台湾LED光电业界对于该类型芯片的研发﹑生产﹑销售处于成熟的阶段﹐各大公司在此方面的研发水平基本处于同一水平﹐差距不大.大陆芯片制造业起步较晚﹐其亮度及可靠度与台湾业界还有一定的差距﹐在这里我们所谈的AS芯片﹐特指UEC的AS芯片﹐eg: 712SOL-VR, 709SOL-VR, 712SYM-VR,709SYM-VR 等■ 特点﹕1. 四元芯片﹐采用 MOVPE工艺制备﹐亮度相对于常规芯片要亮2. 信赖性优良3. 应用广泛发光二极管芯片材料磊晶种类 1、LPE：Liquid Phase Epitaxy(液相磊晶法) GaP/GaP2 、VPE：Vapor Phase Epitaxy(气相磊晶法) GaAsP/GaAs3 、MOVPE：Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (有机金属气相磊晶法) AlGaInP、GaN4 、SH：GaAlAs/GaAs Single Heterostructure(单异型结构)GaAlAs/GaAs5 、DH：GaAlAs/GaAs Double Heterostructure， (双异型结构) GaAlAs/GaAs6、 DDH：GaAlAs/GaAlAs Double Heterostructure， (双异型结构) GaAlAs/GaAlA LED晶片的材料。
【干货】解析Micro-LED近日，为了更全面的了解microLED的技术发展与市场潜力，在线君对microLED的历史、现况、原理、制程及参与企业等多方面做了全面的梳理。
历史说起Micro LED，先得从显示TFT-LCD背光模组应用说起。
在1990年代TFT-LCD开始蓬勃发展时，因LED具有高色彩饱和度、省电、轻薄等特点，部分厂商就利用LED做背光源。
然而因成本过高、散热不佳、光电效率低等因素，并未大量应用于TFT-LCD产品中。
直到2000年，蓝光LED芯片刺激荧光粉制成白光LED技术的制程、效能、成本开始逐渐成熟；当进入2008年，白光LED背光模组呈现爆发性的成长，几年间几乎全面取代了CCFL，其应用领域由手机、平板电脑、笔电、台式显示器乃至电视等等。
然而，因TFT-LCD非自发光的显示原理所致，其opencell穿透率约在7%以下，造成TFT-LCD的光电效率低落；且白光LED所能提供的色饱和度仍不如三原色LED，大部分TFT-LCD产品约仅72%NTSC；再则，于室外环境下，TFT-LCD亮度无法提升至1000nits以上，致使影像和色彩辨识度低，为其一大应用缺陷。
故另一种直接利用三原色LED做为自发光显示点划素的LED Display或Micro LED Display的技术也正在发展中。
现况随着LED的成熟与演进，Micro LED Display自2010年起开始有着不一样的面貌呈现。
从其发展历程来看，2012年Sony发表的55寸“CrystalLEDDisplay”就是MicroLEDDisplay技术类型，其FullHD 解析度共使用约622万(1920x1080x3)颗micro LED做为高解析的显示划素，对比度可达百万比一，色饱和度可达140%NTSC，无反应时间和使用寿命问题。
但是因采单颗MicroLED嵌入方式，在商业化上，仍有不少的成本与技术瓶颈存在，以致于迄今未能量产。
從磊晶看L E D發光效率OutlineLED照明未來預估與市場規模 高功率磊晶技術發展解析LED發光效率演進動向Market Demand$20X75/1000=$1.5 (3W)Nichia’s white LED EQE(68%) Nichia’s achieves 150 lm/W white LED (Dec. 2006)Luminaire EfficiencyLighting MarketSource: Nov. 2007 亞洲電子科技雜誌Only PerformanceBetter Performance for Small LED?SummarySmall LED• High Efficiency • Low Current Application • Flexible Module Design • Higher Chip Process Yield • Simply Package StructurePower LED• High Lumens/Package • High Current Application • Lower Chip Process Yield • Complex Package Structure for Heat DissipationApplicationWhite LED Performance ImprovementOIDA / US DOE200 White LED @ 20 mA 150Lab. level OIDA / US DOEEfficacy (lm/W)100Japan 21 Production levelHID Tube fluorescent50 White LED @ 300 mACompact fluorescent Incandescent / Halogen0 2000Source: Nichia/Cree2005201020152020YearOptical EfficiencyHID: 100 lm/W 2005 LED: 50 lm/W40% Utilization Efficiency80% Utilization EfficiencyLighting efficacy 40 lm/WLighting efficacy 40 lm/WOutlineLED照明未來預估與市場規模 高功率磊晶技術發展解析 LED發光效率演進動向磊晶機台簡介MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 有機金屬化學氣相沉積MOCVD製程上膜形成過程 製程上膜形成過程(i)反應氣體或反應元素因熱裂解由邊界層(boundary layer)向基板表面輸送 氣相擴散，入射原子衝撞基板，一部分被反射，其他吸附於基板上。
(ii)基板表面吸附表面擴散，吸附原子於基板表面上擴散，產生原子間之 二次衝撞而形成團簇(cluster,原子集合體)，或只在表面上停留某段時 間後，再度蒸發解析脫離。
(iii)表面反應，核形成團簇反覆與表面擴散原子衝撞或以單原子再釋出， 而當原子數超過某一臨界值後開始成長，與鄰接之團簇聚合而成連續 膜，大多為三維團簇，但以二維團簇方式成長情形也有。
(iv)反應生成物之蒸發解析脫離。
(v) 脫離之反應生成物向外擴散（out diffusion)(氣相擴散)。
供給 原料(i)輸送 (氣相擴散)horizontal gas flow排氣(v) 向外擴散邊界層(ii)吸附 表面擴散(iii)反應，核形成(iv) 解析脫附MOCVD反應原理 反應原理何謂MOCVD Ⅲ 族的(CH3)3Ga TMGa (三甲基鎵) 、(CH3)3In TMIn (三甲基銦) 等，與Ⅴ族特殊氣體如：AsH3 (arsine) 砷化氫、PH3 (phosphine) 磷化氫、NH3等，通過特殊載體氣流送到高溫的GaAs晶片、人造 藍寶石等晶片上，在Reactor反應器內的高溫下，這些材料發生化 學反應，並使反應物沉積在晶片上，而得到磊晶片上形成一層半 導體結晶膜，這樣就能做成半導體發光材料，如發光二極體等 基本化學式： 四元TMGa(g) + AsH3(g) → GaAs(s) +CH4(g) 藍光TMGa(g) + NH3(g) → GaN(s)+CH4(g)+N2(g)+H2(g) MOCVD技術與機台的設計，應用,延伸問題包涵多種學問與原 理： 物理、化學、數學、流體力學、熱力學、機械力學、材料學 及電磁學等等Recipe x MOCVD機台 = 磊晶結果MOCVD設備及系統 設備及系統Cooling supply power 電控系統 E -Control unit Control PLC computer SLC…Safety control system 反應腔 Reactor氣體傳輸系統 gas mixing system gas supplyH2 N2Cooling unit Heater unit Temp. control unit Pressure control unit GloveboxValve Check valvepSiH4NH3MFC Pressure regulatorUp-carrier Vent Low-carrierp PV-Man III-Manp P p PExhaustp p後端管路抽氣系統 Exhaust system Filter Butterfly valve Vacuum Pump氣體偵測器TMGp PPumpTMATMICp2 MgScrubberMOCVD Reactors – the marketA) H2 /N2 NH3 TMG NH3 +TMG B) C) TMG NH3Two-Flow (Nichia) D) NH3Vertical close-spaced (Thomas Swan) E) TMG NH3 TMG Horizontal Quartz F)TMG NH3Vertical QuartzH2 /N2Vertical turbodisc (Emcore)Planetary (Aixtron)Principle of MOCVDH , N P=10-200 mbar 22TMGa,AsH3TMGa, NH3TMIn , PH3gas blendingreactorhigh purity, precise mixingsafetyGaAs ,InPsubstrate, T ~ 400 -1200°CDMOCVD growthboundary layersurface diffusion and reactionincorporation and growthCH 4 =CH 3+ HN*+N*=N2wafer surfacemass transfer by diffusion HH HNCH 3GaCH 3CH 3precursordecomposition -radicaladsorption CH 3CH 3-radicalHH HNGaCH 3CH 3CH 3H 2H 2H 2H 2gas phaseMOCVD Growth Criteria Thickness uniformityComposition uniformityDoping concentration uniformityClean wafer surfaceOn wafer uniformityWafer to wafer uniformityRun to run stability (reproducibility)Less maintenance (high through-put)Light Extraction EfficiencyGeometry Effect0.600.650.700.750.800.850.900.951.0000.511.522.5Die area(mm^2)N o r a l i z e d E f f i c i e n c y @0.5A /m m ^2Lumileds AlInGaNGeometry Effect145632Efficiency Droop Problem (IQE)Lm/$ ~ Lm/PackageRecombination MechanismsDefect DensitySchubert et al. Appl. Phys. Lett. 91, 231114 2007without piezoelectric fieldwith piezoelectric fieldI. V. Rozhansky and D. A. Zakheim:phys. stat. sol. (a) 204, No. 1 (2007)Piezoeletric Field Effectp-MQW LEDn n p pI. V. Rozhansky and D. A. Zakheim:phys. stat. sol. (a) 204, No. 1 (2007)n-p-n LEDI. V. Rozhansky and D. A. Zakheim:phys. stat. sol. (a) 204, No. 1 (2007)Kim et al. Appl. Phys. Lett. 91, 183507 2007Kim et al. Appl. Phys. Lett. 91, 183507 2007OutlineLED照明未來預估與市場規模 高功率磊晶技術發展解析LED發光效率演進動向LED發光效率演進動向Market pulllm/W→lm/packaged →lm/$200 mA/mm2→350 mA/mm2→700 mA/mm2→2000 mA/mm2What will happen @ 2 A/mm2?Current densityHeat dispersionPackage issueNichiaLumiLeds LightingCurrent UniformityThermal EfficiencyLm/$ ~ Lm/Package Source: OIDA / US DOEChip Level ImprovementTj = Ta + I * V * R thThinGaNFlip ChipThermal Resistance ModelHeat SpreadingLm/$ ~ Lm/PackageDreams Come True100W LED400W Mercury100W LED Road Test on NTU Campus (3,600lm@37.5lm/W)。
