高效大功率LED芯片关键工艺技术.ppt

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高效大功率LED关键技术中科院半导体研究所2008.1.24n正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LEDLED关键技术及进展关键技术及进展n垂直结构（薄膜结构）功率型垂直结构（薄膜结构）功率型LEDLEDA1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展1.1基本结构设计特点基本结构设计特点1.2关键技术及相关特性分析关键技术及相关特性分析

（1）双透明电极与双透明电极与LED光电特性光电特性

（2）条形线阵结构与条形线阵结构与LED的光电热特性的光电热特性1.3测试结果测试结果1.4结论结论1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展国家发明专利国家发明专利200710119473.3，已申请国际专利。

已申请国际专利。

1.1基本结构设计特点基本结构设计特点设计特点：

设计特点：

条形结构（提高器件光学及热学特性）条形结构（提高器件光学及热学特性）双透明电极（双透明电极（P、N电极均采用电极均采用ITO+高反金属膜体系组成）高反金属膜体系组成）线阵（多单胞）线阵（多单胞）MQWsSapphireN-GaNP-GaNITOITOPadsPadsA1.2关键技术及相关特性分析关键技术及相关特性分析1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展

（1）双透明电极与双透明电极与LED光电特性光电特性高透射光学膜高透射光学膜ITO与传统半透明欧姆接触电极与传统半透明欧姆接触电极NiAu体系相比，透射率高体系相比，透射率高15%左右左右;与与P-GaN,N-GaN形成欧姆接触，比电阻分别为形成欧姆接触，比电阻分别为3.4*10-4cm2,2*10-7cm2。

采用采用ITO电极，与极，与传统金属金属（TiAlTiAu）N电极相比，减少了极相比，减少了对光光线的吸收。

的吸收。

ITO上覆盖金属膜，采用高反射金属体系，减少了上覆盖金属膜，采用高反射金属体系，减少了传统后金属后金属电极极对来自来自有源区下方和有源区下方和侧面的光的吸收，提高提取效率。

面的光的吸收，提高提取效率。

MQWsSapphireN-GaNP-GaNITOITOPadsPadsA1.2关键技术及相关特性分析关键技术及相关特性分析1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展

（2）条形线阵结构与条形线阵结构与LED光、电、热特性光、电、热特性线阵结构构单胞数与胞数与Vf和和Iv的关系的关系V（V）00.51.01.52.02.53.03.54.002004006008001000Vf：

3.2V350mAI（mA）A：

8cellsB：

6cellsC：

4cellsA1.2关键技术及相关特性分析关键技术及相关特性分析1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展

（2）条形线阵结构与条形线阵结构与LED光、电、热特性光、电、热特性条形条形结构构侧面面积大于大于传统方形方形结构，增加了构，增加了侧面出光。

面出光。

条形条形结构具有构具有较低低热阻，大阻，大电流下波流下波长漂移小。

漂移小。

LED结构结构热阻典型值热阻典型值（K/W）倒装结构倒装结构12.83线阵双透明电极结构线阵双透明电极结构6.77A1.3测试结果测试结果封装白光封装白光LED数据数据1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展编号光通量（lm）光效（lm/W）工作电压（V）色温（K）备注177.4977.4969.8469.843.173.1752815281自封装自封装281.9681.9673.4173.413.193.1943734373自封装自封装380.2480.2470.9870.983.233.2343094309自封装自封装480.5380.5370.870.83.253.2552795279自封装自封装580.1580.1570.9170.913.233.2356735673自封装自封装680.6480.6471.5671.563.223.2253595359自封装自封装779.7879.7870.870.83.223.2253695369自封装自封装879.8679.8671.0871.083.213.2150755075自封装自封装98069.73.285480外封装测试外封装测试107666.43.274920外封装测试外封装测试1177.869.53.25203外封装测试外封装测试1277.267.33.285155外封装测试外封装测试1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LED关键技术及进展关键技术及进展1.3测试结果测试结果饱和特性曲线饱和特性曲线1.1.正装条形线阵功率型正装条形线阵功率型LEDLED关键技术及进展关键技术及进展1.3测试结果测试结果老化曲线老化曲线加速条件：

温度加速条件：

温度80，湿度，湿度60%；老化电流：

老化电流：

350mA；老化时间：

老化时间：

1000hr蓝光LED光衰7%白光LED光衰100um2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.62.6采用的技术路线采用的技术路线在文献调研和对国外实际芯片的分析的基础上确定我门的技术路线。

在文献调研和对国外实际芯片的分析的基础上确定我门的技术路线。

指导思想指导思想：

1、工艺力求简单，具有高的良品率，适合于企业规模化生产。

、工艺力求简单，具有高的良品率，适合于企业规模化生产。

2、要有自己的知识产权。

、要有自己的知识产权。

技术路线技术路线：

目前选择目前选择Cu衬底，以一次性衬底，以一次性GaN薄膜转移为主，以无键合电铸技术为辅，薄膜转移为主，以无键合电铸技术为辅，实现垂直结构实现垂直结构LED。

2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展1、低损伤高台面器件隔离、低损伤高台面器件隔离已解决；已解决；2、实现高强度的金属键合界面（并非是剥离成品率）、实现高强度的金属键合界面（并非是剥离成品率）通过金属体系的选择、键合条件的优化已基本解决；通过金属体系的选择、键合条件的优化已基本解决；3、键合晶片翘曲问题、键合晶片翘曲问题已解决；已解决；4、无键合电铸技术、无键合电铸技术大深宽比树脂围墙的成型技术，大深宽比树脂围墙的成型技术，step-cover金金属沉积技术，电铸技术已解决。

属沉积技术，电铸技术已解决。

5、初步实现、初步实现NGaN的湿法粗化的湿法粗化2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展6、Cu支撑衬底划片、裂片支撑衬底划片、裂片及单电极芯片测试分选已解决。

及单电极芯片测试分选已解决。

7、LLO后的晶片短路及严重漏电问题已获得较大程度上的突破（填后的晶片短路及严重漏电问题已获得较大程度上的突破（填充技术优化），提高了良品率。

充技术优化），提高了良品率。

2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展侧壁保护填充技术激光剥离良品率激光剥离良品率95%95%2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展Vf:

3.2V350mA现阶段主要进展现阶段主要进展半年左右时间，完成了封装好的原型半年左右时间，完成了封装好的原型LED器件；器件；光效仍有待提高。

光效仍有待提高。

2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展2.垂直结构功率型垂直结构功率型LED2.72.7研制过程中的主要技术瓶颈及进展研制过程中的主要技术瓶颈及进展7、LLO后的晶片短路及严重的漏电问题已获得较大程度上的突破后的晶片短路及严重的漏电问题已获得较大程度上的突破（填充技术优化）提高了良品率。

（填充技术优化）提高了良品率。

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