金属反射层制备工艺对倒装LED芯片光电性能的影响

为了解决倒装GaN基LED芯片中金属反射层的Ag原子迁移问题,提高反射层的反射率和稳定性,采用Ag作为GaN基倒装LED芯片反射层薄膜材料;在Ag层上蒸镀TiW保护层,改变Ag反射镜制备过程中Ag/TiW溅射功率、Ar气体流量等工艺参数,研究其对LED芯片光电性能的影响。实验结果表明,当Ag溅射功率为200 W、TiW溅射功率为3 000 W、环境Ar气流量为150 mL/min时,LED芯片的工作电压和出光功率分别为2.91 V、1 247.03 mW,在400~800 nm波段,金属反射层的反射率平均提高了约0.31%,460 nm处的反射率高达96.70%,且产品的综合良率提升了约1.17%。

TCL+DBR与Ag+DBR倒装结构LED芯片光电性能比较

为给产业提供有效的参考,在同一的外延结构下,设计了TCL(透明导电层)+DBR(布拉格反射层)和Ag+DBR两种不同的结构倒装芯片,并实验对比两种结构的光电性能。结果显示:在500 mA的驱动电流下,相比于TCL+DBR结构的倒装芯片,Ag+DBR结构倒装芯片的输出亮度提升了8.7%,其饱和电流为1.32 A,比TCL+DBR结构的倒装芯片的饱和电流(1.16 A)高17.5%;同时,相比于TCL+DBR结构的倒装芯片,Ag+DBR结构的倒装芯片显示出更优的效率衰减性能。输出亮度、效率衰减性能的提升以及饱和电流的增加,主要归因于Ag+DBR结构的倒装芯片具有更佳的热分布效果、更宽的发光角度和更优的电流扩展效果。

GaN基倒装焊LED芯片的热学特性模拟与分析

采用有限元方法建立了GaN基倒装LED芯片的三维热学模型,并对其温度分布进行模拟,比较了在不同凸点(焊点)分布、不同粘结层材料与厚度、不同蓝宝石衬底厚度及蓝宝石图形化下的倒装芯片温度分布,研究了粘结层空洞对倒装芯片热学特性的影响,并根据芯片传热模型对模拟结果进行了分析。

倒装LED芯片的焊料互连可靠性评估

对比测试了两类不同焊垫的倒装LED芯片的焊料互连可靠性。结果表明,采用金锡共晶合金焊垫和金焊垫的倒装LED芯片适于金锡共晶焊,具有高的互连焊点可靠性,但共晶倒装焊设备昂贵,制造成本很高;若采用普通锡基焊料封装,则由于液-固和固-固界面的焊料反应,导致焊料与焊垫之间出现严重的界面不稳定状态,进而引起不受控的焊点剥离等一系列可靠性问题。而在倒装LED芯片的焊垫材料表层增加一层焊料阻挡层,则可以通过简单的工艺流程实现高可靠的互连封装。

反射层对倒装LED芯片性能的影响

对比研究了倒装LED芯片的银镜倒装和DBR倒装两种技术方案各自特点。结果表明:银镜倒装芯片具有高电流密度驱动的优势;DBR倒装芯片具有良好的机械强度及工艺成熟特点。DBR在垂直方向入射的反射率较高,但大角度掠射的反射效果略差。金属反射膜虽然整体的反射率低一些,但各个角度反射率保持得很好,可以弥补DBR斜角入射反光的不足。

TiO_2含量对倒装LED白光封装的发光性能的影响

平面封装工艺正在应用于LED闪光灯等产品的制造。针对白光LED高光效、高散热、色温一致性的要求,利用新型的倒装LED芯片,并采用荧光粉和亚微米级TiO2颗粒分离的平面封装工艺制备白光LED,研究了不同TiO2掺杂硅胶的浓度对白光LED光通量、色温、显色指数等发光性能的影响。实验结果表明,0.4wt%的TiO2掺杂浓度比无TiO2掺杂的白光LED的光通量增长约6%,随着TiO2掺杂的质量百分比的继续增加,光通量逐渐减小。当TiO2的掺杂浓度到达5wt%时,光通量比无TiO2掺杂的白光LED的光通量减小了25%。在硅胶中掺杂TiO2能有效改善白光LED侧面漏蓝光的现象。

焊接工艺对倒装芯片LED可靠性影响综述

随着倒装芯片LED(FC LED)技术的发展,FC LED在其性能工艺等方面都有了很大的改进,焊接时产生的问题日益突出,对焊接工艺的要求越来越高。焊接时如操作不当会产生空洞,空洞的存在对FC LED的可靠性会产生较大的影响。本文综述了倒装芯片(FC LED)的发展现状、研究热点、相关技术,主要介绍了焊接工艺及其可靠性影响。

p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的热稳定性研究

研究了p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的比接触电阻率、热稳定性,以及光学反射率。与传统Pd/Al/Ni电极相比,Pd/NiO/Al/Ni电极的欧姆接触在氮气环境中经300℃下热处理10min后,仍保持低比接触电阻率(小于5×10-4Ω·cm2)和高反射率(大于80%@365nm)。研究获得的优化Pd/NiO层厚度为1nm/2nm,此时的Pd/NiO/Al/Ni反射电极既能形成良好的欧姆接触,拥有低比接触电阻率,又能减少对紫外光的吸收,保持高反射率。研究表明适当的NiO层厚度能够有效地防止热处理过程中上层Al金属向p-GaN表面层的渗入,对于制备高质量的Al基反射电极至关重要。