DLC接口及钻铜基材制造大功率的垂直LED
上传人:宋健民(博士) 上传时间: 2011-03-31 浏览次数: 383 |
钻铜散热片也可直接软銲接合LED 晶圆而制造垂直LED(如图15)。
DLC LED的量产制造
含DLC的接口可以自动化设备设备制造,其成本可远低于现有垂直LED的主流制程。DLC的上下接口可以碳化物。(如TiC)无缝衔接。DLC也可重复多次形成整合的接口系统,这样可以更有效的中和GaN和金属之间的应力。(如图16、17)

DLC镀膜不需要软銲
垂直LED的基材(如Si或CuW)可以软銲(Solder)接合GaN。然而以电镀披复GaN却可省去软銲的成本及制造良率偏低的问题,但在金属热膨胀系数太高会逐渐自芯片剥离。以DLC真空镀膜直接披复GaN晶圆再电镀金属则可同时解决软銲良率偏低及金属附着不牢的双重问题。由于软銲时液体必须润湿接合全部面积而常会黏结不良而降低了良率。但直接将GaN晶圆上电镀金属却只能机械贴合。DLC无缝接合的接口可以显善降低垂直LED的生产成本及制造良率。(如图18)

LED显示器
DLC接口可舒解应力,因此可制成大面积的LED。新的蓝宝石基材已经大到6吋(15公分) ,因此可藉1CP蚀刻成阳极连接但阴极分开的微小光点这样就可能分别趋动发光。如果各别光源可缩小成一个像素就可以晶圆制成显示器,每个像素可由上下电极独立控制明暗。这种LED显示器会比LCD亮丽得多。因为这是主动发光所以也很省电。DLC LED的显示器可制成手机的亮丽展示。
若将GaN晶圆上的所有电极加厚(如5μm), 再镀上含氢而绝缘的DLC,由于DLC黏不住电极,可以轻易擦除。这种晶圆可复盖在DLC PCB上,以芯片接板(Chip on Board)的方式直接软銲,就可制成车灯式的强光源,也可以小电流各别驱动光点,形成亮丽的显示器。(如图19)

结论
生产蓝光LED的主流制程包括在绝缘蓝宝石(刚玉,即Corandun 或Al2O3的单晶)晶圆(2”,4”,6”)基材上外延磊晶(Hetero-Epitaxy)生长GaN。2010年台湾为世界产量最大的国家而日本则为销售金额最高的国家。然而美国的CREE却是赚钱最多的LED公司。CREE在2010年所生产的XLamp为世界最先进的单芯片LED, 可产生1000 Lumens(10W),这是大面积垂直芯片的应用实例。
根据估计,2010年全球生产了约1千万片(2吋当量)的GaN LED晶圆,产值约20亿美元,但只有不及5%的LED使用垂直式设计。DLC LED有机会让一颗LED的一生总发光效率抵上多颗传统的LED晶粒。例如CREE的2mm单一芯片,其功率可达10W。若能加入DLC,功率可能再加倍。台湾若大量采用DLC LED不仅可打破国外专利的紧箍咒,更可在2012年中国MOCVD机海产能大开时以优越产品区隔而提高制造垂直式LED的毛利率。
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