Mikä on LED-siru? Mitkä ovat sen ominaisuudet? LED-sirun valmistuksen päätarkoituksena on valmistaa tehokkaita ja luotettavia matalaohmisisia kontaktielektrodeja ja vastata suhteellisen pieneen jännitehäviöön kosketettavien materiaalien välillä ja tarjota painetyynyjä juotosjohtimia varten samalla, kun valoteho maksimoi. Ristikalvoprosessissa käytetään yleensä tyhjöhaihdutusmenetelmää. Korkeassa 4 Pa:n tyhjiössä materiaali sulatetaan vastuskuumennus- tai elektronisuihkupommituskuumennusmenetelmällä, ja BZX79C18 muunnetaan metallihöyryksi ja kerrostetaan puolijohdemateriaalin pinnalle alhaisessa paineessa.
Yleisesti käytettyjä P-tyypin kosketusmetalleja ovat metalliseokset, kuten AuBe ja AuZn, kun taas N-puolen kontaktimetalli on usein valmistettu AuGeNi-seoksesta. Päällystyksen jälkeen muodostunut seoskerros on myös valotettava mahdollisimman paljon luminoivalla alueella fotolitografiaprosessin avulla, jotta jäljelle jäävä seoskerros voi täyttää tehokkaiden ja luotettavien pieniohmien kontaktielektrodien ja juotoslangan painetyynyjen vaatimukset. Kun fotolitografiaprosessi on valmis, sen on myös käytävä läpi seostusprosessi, joka yleensä suoritetaan H2:n tai N2:n suojassa. Lejeerausajan ja -lämpötilan määräävät yleensä tekijät, kuten puolijohdemateriaalien ominaisuudet ja seosuunin muoto. Tietenkin, jos sinivihreät ja muut siruelektrodiprosessit ovat monimutkaisempia, on tarpeen lisätä passivointikalvon kasvu, plasmaetsausprosessit jne.
Millä prosesseilla on LED-sirujen valmistusprosessissa merkittävä vaikutus niiden optoelektroniseen suorituskykyyn?
Yleisesti ottaen LED-epitaksiaalisen tuotannon päätyttyä sen tärkein sähköinen suorituskyky on viimeistelty, eikä sirujen valmistus muuta sen ydintuotannon luonnetta. Sopimattomat olosuhteet pinnoitus- ja seostusprosessin aikana voivat kuitenkin aiheuttaa joidenkin sähköisten parametrien huonontumista. Esimerkiksi alhaiset tai korkeat seostuslämpötilat voivat aiheuttaa huonon ohmisen kontaktin, mikä on suurin syy suureen eteenpäin suuntautuvaan jännitteen laskuun VF siruvalmistuksessa. Leikkauksen jälkeen jotkut korroosioprosessit lastun reunoilla voivat auttaa parantamaan lastun käänteistä vuotoa. Tämä johtuu siitä, että timanttihiomalaikan terällä leikkaamisen jälkeen lastun reunaan jää paljon roskia ja jauhetta. Jos nämä hiukkaset tarttuvat LED-sirun PN-liitokseen, ne aiheuttavat sähkövuotoja ja jopa rikkoutumisen. Lisäksi, jos sirun pinnalla olevaa fotoresistiä ei irroteta puhtaasti, se aiheuttaa hankaluuksia etu- ja virtuaalijuottamiseksi. Jos se on takana, se aiheuttaa myös korkean paineen laskun. Lastunvalmistusprosessissa voidaan käyttää pinnan karhennusta ja puolisuunnikkaan muotoisia rakenteita valon voimakkuuden lisäämiseen.
Miksi LED-sirut pitää jakaa erikokoisiin? Mikä on koon vaikutus LED-optoelektroniikan suorituskykyyn?
LED-sirut voidaan jakaa tehon perusteella pienitehoisiin siruihin, keskitehoisiin siruihin ja suuritehoisiin siruihin. Asiakkaiden vaatimusten mukaan se voidaan jakaa luokkiin, kuten yksiputkitaso, digitaalinen taso, pistematriisitaso ja koristevalaistus. Mitä tulee sirun erityiseen kokoon, se riippuu eri siruvalmistajien todellisesta tuotantotasosta, eikä erityisiä vaatimuksia ole. Niin kauan kuin prosessi on ohi, siru voi lisätä yksikön tehoa ja vähentää kustannuksia, eikä valosähköinen suorituskyky muutu perusteellisesti. Sirun käyttämä virta on itse asiassa suhteessa sirun läpi kulkevaan virrantiheyteen. Pieni siru käyttää vähemmän virtaa, kun taas suuri siru käyttää enemmän virtaa, ja niiden yksikkövirrantiheys on periaatteessa sama. Ottaen huomioon, että lämmön poistuminen on suurin ongelma suurella virralla, sen valotehokkuus on alhaisempi kuin alhaisella virralla. Toisaalta, kun pinta-ala kasvaa, sirun kehon vastus pienenee, mikä johtaa eteenpäin johtavan jännitteen laskuun.

Mikä on suuritehoisten LED-sirujen yleinen alue? Miksi?
Valkoiseen valoon käytettyjä suuritehoisia LED-siruja nähdään markkinoilla yleensä noin 40 miljoonalla, ja suuritehoisten sirujen teho viittaa yleensä yli 1 W:n sähkötehoon. Koska kvanttihyötysuhde on yleensä alle 20 %, suurin osa sähköenergiasta muunnetaan lämpöenergiaksi, joten lämmön haihduttaminen on tärkeää suuritehoisille siruille, mikä vaatii niiltä suuren alueen.
Mitkä ovat erilaiset vaatimukset siruteknologialle ja prosessointilaitteille GaN-epitaksiaalisten materiaalien valmistuksessa verrattuna GaP-, GaAs- ja InGaAlP-materiaaliin? Miksi?
Tavallisten LED-punaisten ja keltaisten sirujen substraatit sekä korkean kirkkauden kvaternaariset punaiset ja keltaiset sirut käyttävät kumpikin yhdistepuolijohdemateriaaleja, kuten GaP ja GaAs, ja niistä voidaan yleensä valmistaa N-tyypin substraatteja. Märkäprosessin käyttäminen fotolitografiassa ja myöhemmin lastujen leikkaaminen timanttihiomalaikan terien avulla. GaN-materiaalista valmistettu sinivihreä siru käyttää safiirialustaa. Safiirialustan eristävän luonteen vuoksi sitä ei voida käyttää LED-elektrodina. Siksi molemmat P/N-elektrodit on tehtävä epitaksiaaliselle pinnalle kuivasyövytyksellä ja joitakin passivointiprosesseja on suoritettava. Safiirin kovuuden vuoksi sitä on vaikea leikata lastuiksi timanttihiomalaikan terillä. Sen valmistusprosessi on yleensä monimutkaisempi kuin GaP- ja GaAs-materiaalien valmistusprosessiLED-valot.

Mikä on "läpinäkyvän elektrodin" sirun rakenne ja ominaisuudet?
Ns. läpinäkyvän elektrodin pitäisi pystyä johtamaan sähköä ja pystyä lähettämään valoa. Tätä materiaalia käytetään nyt laajalti nestekiden tuotantoprosesseissa, ja sen nimi on indiumtinaoksidi, lyhennettynä ITO, mutta sitä ei voida käyttää juotosalustana. Valmistettaessa on tarpeen valmistaa ensin ohminen elektrodi sirun pinnalle, peittää pinta sitten ITO-kerroksella ja levittää sitten kerros juotostyynyjä ITO-pinnalle. Tällä tavalla johtolangasta alas tuleva virta jakautuu tasaisesti ITO-kerroksen poikki jokaiseen ohmiseen kontaktielektrodiin. Samaan aikaan, koska ITO:n taitekerroin on ilman ja epitaksiaalisen materiaalin taitekertoimen välillä, valokulmaa voidaan suurentaa ja valovirtaa voidaan myös lisätä.

Mikä on puolijohdevalaistuksen siruteknologian valtavirtakehitys?
Puolijohde-LED-tekniikan kehittymisen myötä sen käyttö valaistusalalla lisääntyy, erityisesti valkoisen LEDin ilmaantuminen, josta on tullut kuuma aihe puolijohdevalaistuksessa. Keskeisiä siruja ja pakkaustekniikoita on kuitenkin vielä parannettava, ja sirujen kehittämisessä tulisi keskittyä suureen tehoon, korkeaan valotehokkuuteen ja lämmönkestävyyden vähentämiseen. Tehon lisääminen tarkoittaa sirun käyttövirran lisäämistä, ja suorempi tapa on kasvattaa sirun kokoa. Yleisesti käytetyt suuritehoiset sirut ovat kooltaan noin 1 mm x 1 mm, ja niiden käyttövirta on 350 mA. Käyttövirran kasvun vuoksi lämmön haihtumista on tullut näkyvä ongelma. Nyt sirun inversiomenetelmä on periaatteessa ratkaissut tämän ongelman. LED-teknologian kehittyessä sen soveltaminen valaistusalalla kohtaa ennennäkemättömiä mahdollisuuksia ja haasteita.
Mikä on käänteinen siru? Mikä on sen rakenne ja mitkä ovat sen edut?
Sinisen valon LEDit käyttävät yleensä Al2O3-substraatteja, joilla on korkea kovuus, alhainen lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus. Jos käytetään muodollista rakennetta, se tuo toisaalta antistaattisia ongelmia, ja toisaalta lämmön haihtumista tulee myös suuri ongelma suurissa virtaolosuhteissa. Samaan aikaan, koska positiivinen elektrodi on ylöspäin, se estää osan valosta ja vähentää valotehokkuutta. Tehokkaat siniset LEDit voivat saavuttaa tehokkaamman valontuoton chip flip -tekniikan avulla kuin perinteiset pakkaustekniikat.
Nykyinen käänteisen rakenteen lähestymistapa on valmistaa ensin suurikokoiset sinisen valon LED-sirut sopivilla eutektisilla hitsauselektrodeilla ja samalla valmistaa sinisen valon LED-sirua hieman suurempi silikonisubstraatti ja sen päälle kultaa johtava kerros eutektiseen hitsaukseen ja ulosjohtava kerros (ultraääninen kultalankapallojuoteliitos). Sitten suuritehoiset siniset LED-sirut juotetaan yhteen piisubstraattien kanssa eutektisella hitsauslaitteella.
Tämän rakenteen ominaisuus on, että epitaksiaalinen kerros koskettaa suoraan piisubstraatin kanssa, ja piisubstraatin lämpövastus on paljon pienempi kuin safiirialustan, joten lämmönpoistoongelma on ratkaistu hyvin. Koska safiirisubstraatti osoittaa ylöspäin kääntämisen jälkeen, jolloin siitä tulee säteilevä pinta, safiiri on läpinäkyvää, mikä ratkaisee valon emittoimisen ongelman. Yllä oleva on asianmukaista tietämystä LED-tekniikasta. Uskon, että tieteen ja tekniikan kehittyessäLED valottulevat jatkossa entistä tehokkaammiksi ja niiden käyttöikä paranee huomattavasti, mikä tuo meille lisää käyttömukavuutta.