LED çipi nedir? Peki özellikleri nelerdir? LED çip üretiminin temel amacı, etkili ve güvenilir düşük ohm kontak elektrotları üretmek ve temas edilebilir malzemeler arasındaki nispeten küçük voltaj düşüşünü karşılamak ve ışık çıkışı miktarını maksimuma çıkarırken lehim telleri için basınç yastıkları sağlamaktır. Çapraz film işleminde genellikle vakumlu buharlaştırma yöntemi kullanılır. 4Pa'lık yüksek bir vakum altında, malzeme dirençli ısıtma veya elektron ışını bombardımanı ısıtma yöntemiyle eritilir ve BZX79C18, metal buharına dönüştürülür ve düşük basınç altında yarı iletken malzemenin yüzeyinde biriktirilir.
Yaygın olarak kullanılan P tipi kontak metalleri AuBe ve AuZn gibi alaşımları içerirken, N tarafındaki kontak metali genellikle AuGeNi alaşımından yapılır. Kaplamadan sonra oluşturulan alaşım katmanının, fotolitografi işlemi yoluyla ışıldayan alanda mümkün olduğu kadar açığa çıkarılması gerekir, böylece kalan alaşım katmanı, etkili ve güvenilir düşük ohm kontak elektrotlarının ve lehim teli basınç pedlerinin gereksinimlerini karşılayabilir. Fotolitografi işlemi tamamlandıktan sonra genellikle H2 veya N2 koruması altında gerçekleştirilen alaşımlama işleminden de geçmesi gerekir. Alaşımlamanın süresi ve sıcaklığı genellikle yarı iletken malzemelerin özellikleri ve alaşım fırınının şekli gibi faktörler tarafından belirlenir. Tabii ki, eğer mavi-yeşil ve diğer çip elektrot işlemleri daha karmaşıksa, pasifleştirme filmi büyütme, plazma aşındırma işlemleri vb. eklemek gerekir.
LED çiplerin üretim sürecinde hangi süreçlerin optoelektronik performansı üzerinde önemli bir etkisi var?
Genel olarak konuşursak, LED epitaksiyel üretiminin tamamlanmasının ardından ana elektrik performansı tamamlanmıştır ve çip üretimi, çekirdek üretim doğasını değiştirmemektedir. Ancak kaplama ve alaşımlama işlemi sırasındaki uygun olmayan koşullar bazı elektriksel parametrelerin zayıf olmasına neden olabilir. Örneğin, düşük veya yüksek alaşımlama sıcaklıkları, çip üretiminde yüksek ileri voltaj düşüşünün (VF) ana nedeni olan zayıf Ohmik temasa neden olabilir. Kesimden sonra talaşın kenarlarındaki bazı korozyon işlemleri talaşın ters sızıntısını iyileştirmede yardımcı olabilir. Bunun nedeni, elmas taşlama diski bıçağıyla kesim sonrasında talaşın kenarında çok fazla kalıntı ve toz kalmasıdır. Bu parçacıklar LED çipinin PN bağlantı noktasına yapışırsa elektrik kaçağına ve hatta arızaya neden olurlar. Ayrıca çipin yüzeyindeki fotorezist temiz bir şekilde soyulmazsa ön lehimlemede ve sanal lehimlemede zorluklara neden olacaktır. Arkada olması da yüksek basınç düşüşüne neden olacaktır. Talaş üretim sürecinde ışık yoğunluğunu arttırmak için yüzey pürüzlendirme ve trapez yapılar kullanılabilir.
LED çiplerinin neden farklı boyutlara bölünmesi gerekiyor? Boyutun LED optoelektronik performansı üzerindeki etkisi nedir?
LED çipleri güce göre düşük güçlü çipler, orta güçlü çipler ve yüksek güçlü çipler olarak ayrılabilir. Müşteri ihtiyaçlarına göre tek tüplü seviye, dijital seviye, nokta vuruşlu seviye ve dekoratif aydınlatma gibi kategorilere ayrılabilir. Çipin özel boyutu ise farklı çip üreticilerinin gerçek üretim seviyesine bağlıdır ve özel bir gereklilik yoktur. Süreç geçildiği sürece çip, birim çıktıyı artırıp maliyetleri düşürebilir ve fotoelektrik performansında köklü değişiklikler yaşanmaz. Bir çipin kullandığı akım aslında çipin içinden akan akım yoğunluğuyla ilgilidir. Küçük bir çip daha az akım kullanırken, büyük bir çip daha fazla akım kullanır ve birim akım yoğunlukları temelde aynıdır. Yüksek akımda asıl problemin ısı yayılımı olduğu göz önüne alındığında, ışık verimliliği düşük akıma göre daha düşüktür. Öte yandan alan arttıkça çipin gövde direnci azalacak ve bu da ileri iletim voltajının azalmasına neden olacaktır.

LED yüksek güçlü çiplerin genel alanı nedir? Neden?
Beyaz ışık için kullanılan LED yüksek güçlü çipler genellikle piyasada 40mil civarında görülüyor ve yüksek güçlü çipler için kullanılan güç genellikle 1W'ın üzerindeki elektrik gücünü ifade ediyor. Kuantum verimliliğinin genellikle %20'den az olması nedeniyle, elektrik enerjisinin çoğu termal enerjiye dönüştürülür, dolayısıyla yüksek güçlü çipler için ısı dağıtımı önemlidir ve bunların geniş bir alana sahip olmasını gerektirir.
GaP, GaAs ve InGaAlP ile karşılaştırıldığında GaN epitaksiyel malzemelerin üretimine yönelik çip teknolojisi ve işleme ekipmanına yönelik farklı gereksinimler nelerdir? Neden?
Sıradan LED kırmızı ve sarı çiplerin substratları ve yüksek parlaklıktaki dörtlü kırmızı ve sarı çiplerin her ikisi de GaP ve GaAs gibi bileşik yarı iletken malzemeler kullanır ve genellikle N tipi substratlar halinde yapılabilir. Fotolitografi için ıslak işlemin kullanılması ve daha sonra elmas taşlama diski bıçakları kullanılarak talaşların kesilmesi. GaN malzemesinden yapılan mavi-yeşil çip, safir bir substrat kullanıyor. Safir alt tabakanın yalıtkan yapısından dolayı LED elektrot olarak kullanılamaz. Bu nedenle her iki P/N elektrotunun da epitaksiyel yüzeye kuru dağlama ile yapılması ve bazı pasivasyon işlemlerinin yapılması gerekmektedir. Safirin sertliği nedeniyle elmas taşlama diski bıçaklarıyla talaş halinde kesilmesi zordur. Üretim süreci genellikle GaP ve GaAs malzemelerininkinden daha karmaşıktır.LED projektörler.

“Şeffaf elektrot” çipinin yapısı ve özellikleri nedir?
Şeffaf elektrot olarak adlandırılan elektrotun elektriği iletebilmesi ve ışığı iletebilmesi gerekiyor. Bu malzeme artık sıvı kristal üretim süreçlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve adı ITO olarak kısaltılan indiyum kalay oksittir, ancak lehim pedi olarak kullanılamaz. Bunu yaparken, önce çipin yüzeyinde bir ohmik elektrot hazırlamak, ardından yüzeyi bir ITO tabakasıyla kaplamak ve ardından ITO yüzeyine bir lehim pedleri tabakası yerleştirmek gerekir. Bu şekilde, kurşun telden gelen akım, ITO katmanı boyunca her omik kontak elektroduna eşit olarak dağıtılır. Aynı zamanda İTO'nun kırılma indisinin hava ile epitaksiyel malzemenin kırılma indisi arasında olması nedeniyle ışık açısı artırılabileceği gibi ışık akısı da artırılabilir.

Yarı iletken aydınlatma için çip teknolojisinin ana gelişimi nedir?
Yarı iletken LED teknolojisinin gelişmesiyle birlikte aydınlatma alanındaki uygulamaları da artıyor, özellikle yarı iletken aydınlatmada sıcak bir konu haline gelen beyaz LED'in ortaya çıkışı. Bununla birlikte, temel çiplerin ve paketleme teknolojilerinin hâlâ iyileştirilmesi gerekiyor ve çiplerin geliştirilmesinde yüksek güç, yüksek ışık verimliliği ve termal direncin azaltılmasına odaklanılması gerekiyor. Gücün arttırılması, çipin kullanım akımının arttırılması anlamına gelir ve daha doğrudan bir yol da çip boyutunun arttırılmasıdır. Yaygın olarak kullanılan yüksek güçlü çipler 1 mm x 1 mm civarındadır ve 350 mA kullanım akımına sahiptir. Kullanım akımının artması nedeniyle ısı yayılımı öne çıkan bir sorun haline gelmiştir. Artık çip ters çevirme yöntemi bu sorunu temel olarak çözdü. LED teknolojisinin gelişmesiyle birlikte aydınlatma alanındaki uygulamaları benzeri görülmemiş fırsatlar ve zorluklarla karşı karşıya kalacak.
Ters çevrilmiş çip nedir? Yapısı nedir ve avantajları nelerdir?
Mavi ışıklı LED'ler genellikle yüksek sertliğe, düşük ısı iletkenliğine ve elektrik iletkenliğine sahip Al2O3 substratlarını kullanır. Resmi bir yapı kullanılması bir yandan antistatik sorunları beraberinde getirecek, diğer yandan yüksek akım koşullarında ısı yayılımı da büyük bir sorun haline gelecektir. Aynı zamanda pozitif elektrodun yukarıya doğru bakması nedeniyle ışığın bir kısmını bloke edecek ve ışık verimini azaltacaktır. Yüksek güçlü mavi ışıklı LED'ler, çip çevirme teknolojisi sayesinde geleneksel paketleme tekniklerine göre daha etkili ışık çıkışı sağlayabilir.
Mevcut ana akım ters çevrilmiş yapı yaklaşımı, ilk önce uygun ötektik kaynak elektrotları ile büyük boyutlu mavi ışıklı LED çipleri hazırlamak ve aynı zamanda mavi ışıklı LED çipinden biraz daha büyük bir silikon alt tabaka hazırlamak ve bunun üzerine bir ötektik kaynak için altın iletken katman ve bir kurşun çıkış katmanı (ultrasonik altın tel bilyalı lehim bağlantısı). Daha sonra yüksek güçlü mavi LED çipleri, ötektik kaynak ekipmanı kullanılarak silikon alt tabakalarla birlikte lehimleniyor.
Bu yapının özelliği, epitaksiyel katmanın doğrudan silikon substratla temas etmesi ve silikon substratın termal direncinin safir substratınkinden çok daha düşük olmasıdır, bu nedenle ısı dağılımı sorunu iyi çözülmüştür. Safir alt katmanın ters çevrilme sonrasında yukarıya doğru bakması ve yayan yüzey haline gelmesi nedeniyle safir şeffaftır ve böylece ışık yayma sorunu çözülür. Yukarıdakiler LED teknolojisiyle ilgili bilgilerdir. Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte inanıyorum kiLED ışıklargelecekte giderek daha verimli hale gelecek ve hizmet ömürleri büyük ölçüde artarak bize daha fazla kolaylık sağlayacak.