1、晶片相關知識介紹晶片相關知識介紹2015/8/032主主 要要 內內 容容1 1、晶片在、晶片在LEDLED中的功能介紹中的功能介紹2 2、晶片的結構、發光原理、材質、晶片的結構、發光原理、材質3 3、晶片供應商介紹、晶片供應商介紹4 4、晶片制作流程、晶片制作流程5 5、晶片特性介紹、晶片特性介紹6 6、晶片不良圖示、晶片不良圖示3晶片在晶片在LEDLED中的功能中的功能1 1、主要作業為發光，在、主要作業為發光，在LEDLED中起一個核心的中起一個核心的 作用。作用。2 2、它是屬於、它是屬於LEDLED的直接物料部份。的直接物料部份。4晶片的結構：晶片的結構：鋁墊鋁墊( (電極電極) )

2、P P層層( (正極正極) )N N層層( (負極負極) )金層金層( (負電極負電極) )實實物物圖圖晶片簡圖晶片簡圖(011EG)(011EG)晶晶 片片 結結 構構5四大結構: P型層, N型層, 基層(Substrate)與電極 電極分上電極及下電極 材料部份有Al及Au 依P型層及N型層的位置, 分為兩種: P型層在上, 則為P-type N型層在上, 則為N-type 基層一般為GaAs, GaP,等晶片的結構6一般基層(Substrate)的材料, 如GaAs, 有吸收光之特性, 稱為AS type, 將造成發光效率變差, 解決此問題的方法, 目前有兩種: 磨除基層 更換基層為

3、TS type SRDRUR晶片的結構7晶晶 片片 結結 構構晶片是由P層，N層以及基板三個部份組成，是以電流通過而影響到晶體內部的電子發生變化，從而激發出光。晶體本身是由化學元素組成，不同的組合再配以一些雜質，就會發出不同的光彩。Ga As P Si C In N 等。8 如右圖所示，當從晶片的P層朝N層流入電流時，由P層電極就加入電洞，同時N層就加入電子，且在此的電洞向P層移動(擴散)，電子則向N層移動，而達P-N接合。如果電程電子具有某能量值以上，電子電洞會跨越P-N接合，并與其它電洞電子再結合而發光。 晶片組成的材料 一般晶片用的材料，主要在元素周期表中的第族與第族的元素加以化合所成的

4、化合物半導體。 (詳見附件一) 常見的有： GaAs GaP GaAsP GaAlAa發光P層N層電子發光 電洞晶片的發光原理晶片的發光原理9 週期表週期表 LED晶片的元素為III-V族化合半導體IBIIBIIIIVVVIVIIB 硼硼CN 氮氮OFAl 鋁鋁SiP 磷磷SCLCuZnGa鎵鎵GeAs 砷砷SeBrAgCdIn 銦銦SnSb 銻銻TeI附件一：10晶片材質晶片材質晶片成份：晶片成份：1 1 基材：矽基材：矽(Silicon)(Silicon)2 2 摻雜物質：硼摻雜物質：硼(B)(B)、磷、磷(P)(P)、銻、銻(Sb)(Sb)、砷、砷(As)(As)3 3 電極：鋁電極：鋁

5、(Al)(Al)、金、金(Au)(Au)11晶晶 片片 材材 質質F二元二元 GaP GaP 磷化鎵磷化鎵F三元三元 GaAsP GaAsP 磷砷化鎵磷砷化鎵F三元三元 GaAlAs GaAlAs 砷化鋁鎵砷化鋁鎵F四元四元 AlGaInPAlGaInP磷化鋁鎵銦磷化鋁鎵銦F晶元：晶元：InGaN/Al2O3(InGaN/Al2O3(三氧化二鋁三氧化二鋁) )F藍光藍光 InGaNInGaN氮化鎵銦氮化鎵銦FCREECREE：InGaN/SiC(InGaN/SiC(碳化硅碳化硅) )12晶片的製作流程晶片的製作流程( (圖示圖示1 1）13晶片制作流程晶片制作流程2 2蒸鍍蒸鍍: : 金屬電極

6、蒸鍍金屬電極蒸鍍黃光照像黃光照像: : 金屬電極對準金屬電極對準化學蝕刻化學蝕刻: : 電極形成電極形成金屬融合金屬融合: : 電性形成電性形成切割切割: : 晶粒形成晶粒形成測試測試: : 電性檢測電性檢測伸張伸張: : 擴張晶粒間距擴張晶粒間距目檢目檢: : 挑除不良晶粒挑除不良晶粒包裝包裝: : 包裝至藍包裝至藍/ /白膜白膜, , 貼標籤貼標籤, , 裝箱裝箱14 晶片的製作流程晶片的製作流程3 3 晶片的制作流程：磊晶晶片的制作流程：磊晶電極電極切割切割 磊晶流程：清洗磊晶流程：清洗-磊晶成長磊晶成長品質分析品質分析研磨研磨 GaGa回收純化回收純化n品質分析：品質分析：n分析厚度分

7、析厚度( (磊晶層、晶片磊晶層、晶片) )n雜質含量雜質含量(CC(CC值值) )n亮度指標亮度指標(BI(BI值值) )15電極流程：晶片整理電極流程：晶片整理曬圖曬圖清洗清洗鍍正、背金鍍正、背金黃光黃光微影微影金蝕刻金蝕刻熔合熔合測測Rs(Rs(表面電阻表面電阻)-)-黃光微影黃光微影真真空鍍鈦鋁空鍍鈦鋁剝鈦鋁剝鈦鋁去光阻去光阻熔合熔合測測RsRs-: GaP GaAs GaN InP GaAsP AlGaAs AlGaInP -: GaP GaAs GaN InP GaAsP AlGaAs AlGaInP AlGaAsPAlGaAsP-:ZnSe-:ZnSe-:SiC-:SiCChip

8、Chip 是以是以milmil為單位。為單位。1mil=1/1000inch=25.4um1mil=1/1000inch=25.4um晶片的製作流程晶片的製作流程16晶片波長介紹晶片波長介紹: :F可見光產品晶片波長：可見光產品晶片波長：380380760nm760nmF波長小於波長小於380nm380nm為紫外光為紫外光F波長大於波長大於760nm760nm為紅外光為紅外光 常用的紅外光波長：常用的紅外光波長： IR IR 波長為波長為940nm940nm SIR SIR 波長為波長為875nm875nm HIR HIR 波長為波長為850nm850nm晶片的特性介紹晶片的特性介紹17 晶片

9、的材料及其發光顏色晶片的材料及其發光顏色晶片的特性介紹晶片的特性介紹18 工作原理工作原理 LED的符號 P層與N層之接合狀況 晶片的特性介紹晶片的特性介紹19 LED之通電狀況順向電壓逆向電壓P極接正電, N極接負電, 則LED發光; 反之, 則不發光 晶片的特性介紹晶片的特性介紹20Relative Luminance vs Ambient TemperatureRelative Luminance vs Ambient Temperature4060801001201400102030405060708090Ambient Temperature ( C )Ambient Tempera

10、ture ( C )Relative LuminanceRelative LuminanceHRYL晶片亮度與溫度之關係Note : 波長較短 ; Iv degradation 較多 晶片的特性介紹晶片的特性介紹21Wavelength vs Ambient TemperatureWavelength vs Ambient Temperature5605806006206400102030405060708090Ambient Temperature ( C )Ambient Temperature ( C )Wavelength ( nm )Wavelength ( nm )HRYL晶片波長

11、與溫度之關係Note : 溫度增高 ; Wd變長 晶片的特性介紹晶片的特性介紹22Forward Voltage (20mA) vs Ambient TemperatureForward Voltage (20mA) vs Ambient Temperature1.61.71.81.922.12.22.32.40102030405060708090Ambient Temperature ( C )Ambient Temperature ( C )Forward Voltage ( V )Forward Voltage ( V )HRYL晶片Vf 與溫度之關係Note : 波長較短; Vf2較高

12、 晶片的特性介紹晶片的特性介紹23 晶片的特性介紹晶片的特性介紹普亮：H （高效紅） G（綠色） Y（黃色） E（橙色） R（暗紅色） SG（標準綠） KG（深綠色） PG(純綠色） SO(橙紅）超亮：VG（高亮綠） UG(超亮綠） SYG (超亮綠） SUG(超亮草綠） VY（高亮黃） UY(超亮黃） VR（高亮紅） SR （超亮紅) UR（超亮紅） USR( 超亮紅） SUR （超亮紅) UYO(超亮金黃） USO（超亮橙紅） RO（超亮紅） UB(藍色） UBG(天藍色） 24晶片不良圖示晶片不良圖示鋁墊缺失晶片破損鋁墊/晶片刮傷25晶片不良圖示晶片不良圖示晶片排列不整齊多焊墊晶片刮傷26晶片不良圖示晶片不良圖示無焊墊晶片倒置PAD污染27晶片不良圖示晶片不良圖示發光區污染焊墊偏心A2B為OK晶片傾斜15度為OK28晶片使用時注意事項晶片使用時注意事項 1、晶片的保存環境：濕度晶片的保存環境：濕度RH20%-RH60%，溫度，溫度10-30， 保持時間保持時間1年。年。2、晶片的晶片的作用作用環境：濕度環境：濕度RH20%-RH70%，溫度，溫度10-30。 3、溫度：後製程溫度不可高於溫度：後製程溫度不可高於4