我们都知道LED芯片制造起来十分复杂,今天小编来给大家简单讲讲LED芯片的制造工艺流程,让您看看这个核心器件是如何制作的。
从基底开始:长“晶体”的第一步
LED芯片的生命从一块**衬底**开始。常见的衬底材料有蓝宝石(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)和硅(Si)。
不同衬底价格和性能差别挺大,比如蓝宝石便宜但导热差,SiC贵但导热好。
这块衬底其实就像盖房子的地基,后面的外延层要长在它上面。一般芯片厂会先做清洗、抛光,确保表面干净、平整,不然后面长出来的晶体会“歪”。
外延生长:
接下来最关键的一步MOCVD外延生长。
这个环节几乎决定了芯片的亮度、波长、效率。简单说,就是用化学气相沉积技术,在衬底上长一层层半导体薄膜,比如GaN(氮化镓)、InGaN(铟镓氮)、AlGaN(铝镓氮)等。
这些材料层厚度只有几百纳米到几微米,但要层层精确控制。外延炉里的温度、气体比例、压力都得调得非常细。一点偏差,光的波长就会飘,产品良率就低。
光电结构形成:PN结的建立
外延长好之后,会形成一个多层结构,其中包含P型层、N型层和有源层。
有源层就是LED发光的“核心区域”,电子和空穴在这里复合发光。波长、亮度都跟这层材料的成分直接相关。
芯片制程:刻蚀、金属化、电极制作
每个步骤都关系到芯片发光均匀度和寿命。比如金属层厚度不均,会导致电流集中、局部过热,发光点就容易烧坏。
切割与检测:从晶圆到微小芯片
当整片晶圆(通常2英寸或4英寸)做好之后,要经过切割。
一片晶圆上可能有几千甚至上万个芯片。切割完之后,每颗芯片都要经过电性和光学测试。
每一步都得精密、稳定、干净。LED芯片不是“拼装”出来的,而是“长”出来的,一层层堆、一道道工艺修。
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