外延片的制造過程

外延片的生長(zhǎng)工藝有很多流程，需要很多高菁尖設(shè)備，生長(zhǎng)出來的外延片直接決定了 LED 的波長(zhǎng)、亮度、正向電壓等主要的光電參數(shù)。外延片的生長(zhǎng)基本原理是在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片（主要有藍(lán)寶石、SiC 碳化硅、Si 硅）上，氣態(tài)物質(zhì) In Ga Al P(銦 家 鋁 磷) 有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。

目前主要的外延片襯底材料有藍(lán)寶石、碳化硅和硅。不同的襯底材料有不同的光電特性，價(jià)格差別也很大。外延片制造過程如下：

先把晶棒切片，切片需要注意晶面的結(jié)晶方向、晶片的厚度、晶面的斜度和曲度；切片后為了防止晶片邊緣碎裂、防止熱應(yīng)力集中以及增加外延層的平坦度 需要把晶邊磨圓，然后還需要蝕刻(shí kè)，蝕刻的目的在于把前面機(jī)械加工所造成的損傷給去掉，蝕刻需要用到晶片研磨機(jī)；下一步需要將晶片置于爐管中施以惰性氣體加熱30分鐘至一小時(shí)，再在空氣中快速冷卻，可以將所有氧雜質(zhì)去除，這樣晶片的電性（阻值）僅由載流子雜質(zhì)來控制，從而穩(wěn)定電阻，這一步需要使用到高溫快速熱處理設(shè)備；然后使用拋光機(jī)再給晶片拋光；再然后就是使用晶片清洗機(jī)來清洗晶片，用RCA溶液（雙i氧水＋氨水或又氧水＋鹽酸），將前面工序所形成的污染清除，蕞后在無塵環(huán)境中嚴(yán)格檢查晶片表面的潔凈度、平坦度確保符合規(guī)格要求，蕞后包裝到特殊的容器中保存。

LED的芯片數(shù)量常識(shí)：

同一個(gè)LED燈，常見的是只采用一個(gè)芯片，但物殊情況下可以用兩個(gè)甚至達(dá)到四個(gè)芯片，如：一個(gè)草帽燈可以用一至兩個(gè)芯片（考慮到其體積較小，散熱不方便導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，一般只采用一兩個(gè)芯片）；一個(gè)食人魚燈可以用一，二，三，四個(gè)芯片，我司到的是一個(gè)和兩個(gè)芯片；貼片3528燈可以用一，二，三個(gè)芯片（我司常用一，二個(gè)芯片），貼片5050/5060一般用到三個(gè)芯片。特別說明：貼片燈用三個(gè)芯片時(shí)，有兩種情形：

1． 三個(gè)芯片的顏色完全相同

2． 三個(gè)芯片分別是紅，綠，藍(lán)色，即我們常說的RGB燈

LED的發(fā)光角度常識(shí)：

直插式LED常見的發(fā)光角度是120度，特殊的可以做到45度，或者15度。我司常用的直插式LED一般是120度，硅膠燈條采用的是45度；貼片式LED一般發(fā)光角度為120度。

LED的電壓 (voltage) 常識(shí)：

單個(gè)小功率LED燈，顏色不同，其要求的電壓也不同。紅/黃：一般為1.8~2.1伏，白/綠/藍(lán)：一般為3.0~3.6伏。1W大功率燈要求的電壓與以上相同。

LED的電流 (current) 常識(shí)：

1． 小功率的LED燈（包括插件式或者貼片式），每個(gè)芯片上允許通過的電流一般不要高于20毫安；每個(gè)雙芯片燈上允許通過的電流一般不高于40毫安；同理每個(gè)三芯片燈不要高于60毫安。。。。

2． 大功率LED，我司已采用的是1W，其允許通過的電流為150毫安。

LED的電壓在2-9v不等，功率也有較寬的范圍，具體選用哪種LED還要看這個(gè)模組作為一個(gè)產(chǎn)品來說的技術(shù)要求。比如這個(gè)LED模組需要輸出10lm的光，外觀上看用兩顆LED比較好，就可以選擇5lm一顆的LED。結(jié)合顏色（LED電壓與顏色有關(guān)）、溫度、品質(zhì)等其他因素，就可以找到一款合適產(chǎn)品的LED。LED模組可以分為直插式LED模組，食人魚LED模組，貼片LED模組。

   國(guó)家對(duì)ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也給予了大力支持。２００６年，根據(jù)我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，有關(guān)部門制定半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃和２００６年技術(shù)發(fā)展路線圖提出，對(duì)于ＬＥＤ芯片的投資將占ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)投資的２０％，研究重點(diǎn)將放在ＧａＮ芯片的生產(chǎn)以及功率芯片的研發(fā)上。

   雖然擁有極大的市場(chǎng)需求并得到有關(guān)部門的大力支持，但不可否認(rèn)的是，現(xiàn)階段ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)仍然存在核心技術(shù)缺乏、人才短缺、產(chǎn)品質(zhì)量不高、設(shè)備自主生產(chǎn)能力弱等發(fā)展困境。如何解決上述問題是我國(guó)ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)能否持續(xù)健康快速發(fā)展的關(guān)鍵。

   王瑩認(rèn)為，ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將助推ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)整體升級(jí)。在ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，早期產(chǎn)品主要以普通亮度芯片為主，生產(chǎn)廠商也只有南昌欣磊等少數(shù)幾家。２００３年以后，以廈門三安、大連路美為代表的芯片生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)芯片市場(chǎng)的需求，紛紛把產(chǎn)品重點(diǎn)集中到高亮度芯片上，直接帶動(dòng)了高亮度芯片產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)。一時(shí)間，國(guó)內(nèi)掀起了ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱潮，高亮度芯片成為ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力。２００６年，我國(guó)ＬＥＤ芯片產(chǎn)量達(dá)到３０９．３億個(gè)，產(chǎn)值達(dá)到１１．９億元。

   隨著ＬＥＤ芯片生產(chǎn)企業(yè)的不斷增多，ＬＥＤ芯片產(chǎn)值的增長(zhǎng)速度一直高于封裝環(huán)節(jié)，導(dǎo)致芯片產(chǎn)值在我國(guó)ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值中所占比重不斷提升，由２００２年的５．４％上升至２００６年的１１．３％。由此可見，我國(guó)ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)正在由低端走向，向附加值更高、更具核心價(jià)值的芯片環(huán)節(jié)邁進(jìn)。

   據(jù)王瑩預(yù)測(cè)，２００８年高亮度芯片產(chǎn)量將超過普通亮度芯片，ＬＥＤ芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高亮度時(shí)代。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，企業(yè)將會(huì)把投資重點(diǎn)放在高亮度芯片的生產(chǎn)上?！　?br />