რა არის LED ჩიპი? მაშ რა არის მისი მახასიათებლები? LED ჩიპების წარმოება ძირითადად მიზნად ისახავს ეფექტური და საიმედო დაბალი ომური კონტაქტის ელექტროდების წარმოებას, რომლებსაც შეუძლიათ დააკმაყოფილონ შედარებით მცირე ძაბვის ვარდნა კონტაქტურ მასალებს შორის და უზრუნველყონ შედუღების ბალიშები, ხოლო რაც შეიძლება მეტი სინათლის გამოსხივება. ფილმის გადაცემის პროცესი ძირითადად იყენებს ვაკუუმური აორთქლების მეთოდს. 4 Pa მაღალი ვაკუუმის პირობებში, მასალა დნება წინააღმდეგობის გაცხელებით ან ელექტრონული სხივის დაბომბვის გათბობის მეთოდით, ხოლო BZX79C18 გარდაიქმნება ლითონის ორთქლად და დეპონირდება ნახევარგამტარული მასალის ზედაპირზე დაბალი წნევის ქვეშ.
ხშირად გამოყენებული P ტიპის საკონტაქტო ლითონები მოიცავს შენადნობებს, როგორიცაა AuBe და AuZn, ხოლო N- მხარის საკონტაქტო ლითონი ხშირად მზადდება AuGeNi შენადნობისგან. დაფარვის შემდეგ წარმოქმნილ შენადნობის ფენას ასევე სჭირდება სინათლის გამოსხივების არეალის მაქსიმალურად გამოვლენა ფოტოლითოგრაფიის ტექნოლოგიის მეშვეობით, რათა დარჩენილი შენადნობის ფენა აკმაყოფილებდეს ეფექტური და საიმედო დაბალი ომური კონტაქტის ელექტროდების და შედუღების მავთულის მოთხოვნებს. ფოტოლითოგრაფიის პროცესის დასრულების შემდეგ, ასევე ტარდება შენადნობის პროცესი, როგორც წესი, H2 ან N2-ის დაცვით. შენადნობის დრო და ტემპერატურა ჩვეულებრივ განისაზღვრება ისეთი ფაქტორებით, როგორიცაა ნახევარგამტარული მასალების მახასიათებლები და შენადნობის ღუმელის ფორმა. რა თქმა უნდა, თუ ლურჯ-მწვანე ჩიპების ელექტროდების პროცესი უფრო რთულია, საჭიროა დაემატოს პასივაციის ფირის ზრდა და პლაზმური ოქროვის პროცესები.

LED ჩიპების წარმოების პროცესში რომელი პროცესები ახდენს მნიშვნელოვან გავლენას მათ ოპტოელექტრონულ მუშაობაზე?
ზოგადად რომ ვთქვათ, LED ეპიტაქსიალური წარმოების დასრულების შემდეგ, მისი ძირითადი ელექტრული თვისებები დასრულებულია და ჩიპის წარმოება არ ცვლის მის ძირითად ბუნებას. თუმცა, შეუსაბამო პირობებმა საფარისა და შენადნობის პროცესების დროს შეიძლება გამოიწვიოს ცუდი ელექტრული პარამეტრები. მაგალითად, შენადნობის დაბალმა ან მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს ცუდი ომური კონტაქტი, რაც არის ჩიპების წარმოებაში მაღალი ძაბვის VF ვარდნის მთავარი მიზეზი. ჭრის შემდეგ, ჩიპის კიდეებზე კოროზიის ზოგიერთი პროცესის შესრულება შეიძლება სასარგებლო იყოს ჩიპის საპირისპირო გაჟონვის გასაუმჯობესებლად. ეს იმიტომ ხდება, რომ ალმასის საფქვავი ბორბლის პირით ჭრის შემდეგ, ჩიპის კიდეზე დარჩება დიდი რაოდენობით ნამსხვრევები. თუ ეს ნაწილაკები LED ჩიპის PN შეერთებას მიჰყვება, ისინი გამოიწვევს ელექტრო გაჟონვას და ავარიას. გარდა ამისა, თუ ჩიპის ზედაპირზე არსებული ფოტორეზისტი არ არის სუფთად ამოღებული, ეს გამოიწვევს წინა შედუღების ხაზების სირთულეებს და ვირტუალურ შედუღებას. თუ ის უკანა მხარეს არის, ეს ასევე გამოიწვევს მაღალი წნევის ვარდნას. ჩიპების წარმოების პროცესის დროს, ისეთ მეთოდებს, როგორიცაა ზედაპირის გაუხეშება და ინვერსიულ ტრაპეციულ სტრუქტურებში ჭრა, შეუძლია გაზარდოს სინათლის ინტენსივობა.

რატომ იყოფა LED ჩიპები სხვადასხვა ზომებად? რა გავლენას ახდენს ზომა LED-ის ფოტოელექტრიკულ მუშაობაზე?
LED ჩიპების ზომა შეიძლება დაიყოს დაბალი სიმძლავრის ჩიპებად, საშუალო სიმძლავრის ჩიპებად და მაღალი სიმძლავრის ჩიპებად მათი სიმძლავრის მიხედვით. მომხმარებლის მოთხოვნების მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს კატეგორიებად, როგორიცაა ერთი მილის დონე, ციფრული დონე, წერტილოვანი მატრიცის დონე და დეკორატიული განათება. რაც შეეხება ჩიპის სპეციფიკურ ზომას, ეს დამოკიდებულია სხვადასხვა ჩიპების მწარმოებლის წარმოების რეალურ დონეზე და არ არსებობს კონკრეტული მოთხოვნები. სანამ პროცესი შეესაბამება სტანდარტებს, მცირე ჩიპებს შეუძლიათ გაზარდონ ერთეულის გამომუშავება და შეამცირონ ხარჯები, ხოლო ოპტოელექტრონული შესრულება არ განიცდის ფუნდამენტურ ცვლილებებს. ჩიპის მიერ გამოყენებული დენი რეალურად დაკავშირებულია მასში გამავალ დენის სიმკვრივესთან. პატარა ჩიპი იყენებს ნაკლებ დენს, ხოლო დიდი ჩიპი მეტ დენს. მათი ერთეული დენის სიმკვრივე ძირითადად იგივეა. იმის გათვალისწინებით, რომ სითბოს გაფრქვევა არის მთავარი პრობლემა მაღალი დენის პირობებში, მისი მანათობელი ეფექტურობა დაბალია, ვიდრე დაბალი დენის დროს. მეორეს მხრივ, ფართობის მატებასთან ერთად, ჩიპის სხეულის წინააღმდეგობა მცირდება, რის შედეგადაც მცირდება წინა გამტარობის ძაბვა.

რა არის LED მაღალი სიმძლავრის ჩიპების ტიპიური ფართობი? რატომ?
LED მაღალი სიმძლავრის ჩიპები, რომლებიც გამოიყენება თეთრი განათებისთვის, ზოგადად ხელმისაწვდომია ბაზარზე დაახლოებით 40 მილილი, და მაღალი სიმძლავრის ჩიპების ენერგიის მოხმარება ზოგადად ეხება 1 ვტ-ზე ზევით ელექტროენერგიას. გამომდინარე იქიდან, რომ კვანტური ეფექტურობა ზოგადად 20%-ზე ნაკლებია, ელექტრული ენერგიის უმეტესი ნაწილი გარდაიქმნება სითბურ ენერგიად, ამიტომ მაღალი სიმძლავრის ჩიპების სითბოს გაფრქვევა ძალიან მნიშვნელოვანია და მოითხოვს ჩიპებს ჰქონდეს დიდი ფართობი.

რა განსხვავებული მოთხოვნებია ჩიპური პროცესისა და გადამამუშავებელი მოწყობილობებისთვის GaN ეპიტაქსიალური მასალების წარმოებისთვის GaP, GaAs და InGaAlP-თან შედარებით? რატომ?
ჩვეულებრივი LED წითელი და ყვითელი ჩიპების სუბსტრატები და მაღალი სიკაშკაშის მეოთხეული წითელი და ყვითელი ჩიპები დამზადებულია რთული ნახევარგამტარული მასალებისგან, როგორიცაა GaP და GaAs და ზოგადად შეიძლება დამზადდეს N- ტიპის სუბსტრატებად. სველი პროცესი გამოიყენება ფოტოლითოგრაფიისთვის, შემდეგ კი ალმასის საფქვავი ბორბლების პირები გამოიყენება ჩიპებად დასაჭრელად. GaN მასალისგან დამზადებული ლურჯი-მწვანე ჩიპი იყენებს საფირონის სუბსტრატს. საფირონის სუბსტრატის საიზოლაციო ბუნების გამო, ის არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც LED-ის ერთი ელექტროდი. ამიტომ, ორივე P/N ელექტროდი ერთდროულად უნდა დამზადდეს ეპიტაქსიალურ ზედაპირზე მშრალი ჭურვის პროცესის მეშვეობით და უნდა განხორციელდეს გარკვეული პასივაციის პროცესი. საფირონის სიხისტის გამო ძნელია მისი ჩიპებად დაჭრა ალმასის საფქვავი ბორბლის პირით. მისი წარმოების პროცესი ზოგადად უფრო რთული და რთულია, ვიდრე GaP ან GaAs მასალებისგან დამზადებული LED-ები.

როგორია „გამჭვირვალე ელექტროდის“ ჩიპის სტრუქტურა და მახასიათებლები?
ეგრეთ წოდებული გამჭვირვალე ელექტროდი უნდა იყოს გამტარი და გამჭვირვალე. ეს მასალა ახლა ფართოდ გამოიყენება თხევადი კრისტალების წარმოების პროცესებში და მისი სახელია ინდიუმის კალის ოქსიდი, შემოკლებით ITO, მაგრამ მისი გამოყენება არ შეიძლება როგორც შედუღების ბალიშები. დამზადებისას ჯერ ჩიპის ზედაპირზე გააკეთეთ ომური ელექტროდი, შემდეგ დაფარეთ ზედაპირი ITO-ს ფენით და დააფინეთ სამაგრის ფენა ITO ზედაპირზე. ამგვარად, დენიდან ჩამომავალი დენი თანაბრად ნაწილდება თითოეულ ომურ საკონტაქტო ელექტროდზე ITO ფენის მეშვეობით. ამავდროულად, ITO, იმის გამო, რომ მისი რეფრაქციული ინდექსი არის ჰაერსა და ეპიტაქსიალურ მასალებს შორის, შეუძლია გაზარდოს სინათლის გამოსხივების კუთხე და მანათობელი ნაკადი.

რა არის ჩიპური ტექნოლოგიის ძირითადი განვითარება ნახევარგამტარული განათებისთვის?
ნახევარგამტარული LED ტექნოლოგიის განვითარებასთან ერთად იზრდება მისი გამოყენება განათების სფეროშიც, განსაკუთრებით თეთრი LED-ის გაჩენა, რომელიც გახდა ნახევარგამტარული განათების მწვავე თემა. თუმცა, ძირითადი ჩიპებისა და შეფუთვის ტექნოლოგიები ჯერ კიდევ საჭიროებს გაუმჯობესებას, ხოლო ჩიპების თვალსაზრისით, ჩვენ უნდა განვვითარდეთ მაღალი სიმძლავრის, მაღალი სინათლის ეფექტურობისა და შემცირებული თერმული წინააღმდეგობისკენ. სიმძლავრის გაზრდა ნიშნავს ჩიპის მიერ გამოყენებული დენის გაზრდას, ხოლო უფრო პირდაპირი გზაა ჩიპის ზომის გაზრდა. ხშირად გამოყენებული მაღალი სიმძლავრის ჩიპები არის დაახლოებით 1 მმ × 1 მმ, დენით 350 mA. მიმდინარე მოხმარების გაზრდის გამო, სითბოს გაფრქვევა გახდა მნიშვნელოვანი პრობლემა და ახლა ეს პრობლემა ძირითადად მოგვარებულია ჩიპის ინვერსიის მეთოდით. LED ტექნოლოგიის განვითარებით, მისი გამოყენება განათების სფეროში უპრეცედენტო შესაძლებლობებისა და გამოწვევების წინაშე დადგება.

რა არის "Flip Chip"? როგორია მისი სტრუქტურა? რა არის მისი უპირატესობები?
ლურჯი LED ჩვეულებრივ იყენებს Al2O3 სუბსტრატს, რომელსაც აქვს მაღალი სიმტკიცე, დაბალი თერმული და ელექტროგამტარობა. დადებითი სტრუქტურის გამოყენების შემთხვევაში, ეს გამოიწვევს, ერთი მხრივ, ანტისტატიკური პრობლემებს, ხოლო მეორე მხრივ, სითბოს გაფრქვევა ასევე გახდება მთავარი პრობლემა მაღალი მიმდინარე პირობებში. იმავდროულად, ზევით მიმართული დადებითი ელექტროდის გამო, სინათლის ნაწილი დაიბლოკება, რის შედეგადაც მცირდება მანათობელი ეფექტურობა. მაღალი სიმძლავრის ლურჯი LED-ს შეუძლია მიაღწიოს უფრო ეფექტურ განათებას ჩიპის ინვერსიის ტექნოლოგიით, ვიდრე ტრადიციული შეფუთვის ტექნოლოგია.
ინვერსიული სტრუქტურის ძირითადი მეთოდი ახლა არის ჯერ დიდი ზომის ლურჯი LED ჩიპების მომზადება შესაბამისი ევტექტიკური შედუღების ელექტროდებით, და ამავე დროს მოამზადეთ ოდნავ უფრო დიდი სილიკონის სუბსტრატი, ვიდრე ლურჯი LED ჩიპი, შემდეგ კი გააკეთეთ ოქროს გამტარი ფენა და გამოყავით მავთული. ფენა (ულტრაბგერითი ოქროს მავთულის ბურთულიანი სამაგრი) მასზე ევტექტიკური შედუღებისთვის. შემდეგ, მაღალი სიმძლავრის ლურჯი LED ჩიპი შედუღებულია სილიკონის სუბსტრატზე ევტექტიკური შედუღების აღჭურვილობის გამოყენებით.
ამ სტრუქტურის მახასიათებელია ის, რომ ეპიტაქსიალური ფენა უშუალოდ უკავშირდება სილიკონის სუბსტრატს, ხოლო სილიკონის სუბსტრატის თერმული წინააღმდეგობა გაცილებით დაბალია, ვიდრე საფირონის სუბსტრატს, ამიტომ სითბოს გაფრქვევის პრობლემა კარგად არის მოგვარებული. შებრუნებული საფირონის სუბსტრატის ზევით მიმართული გამო, ის ხდება სინათლის გამოსხივების ზედაპირი, ხოლო საფირო გამჭვირვალეა, რითაც წყვეტს სინათლის გამოსხივების პრობლემას. აღნიშნული არის LED ტექნოლოგიის შესაბამისი ცოდნა. ჩვენ გვჯერა, რომ მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, მომავალი LED განათება უფრო ეფექტური გახდება და მათი მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდება, რაც მეტ კომფორტს მოგვცემს.