蕞近看了不少 LED芯片相关的资料,简单介绍下 LED 芯片的结构和制造流程,帮助理解 LED 相关企业的发展情况以及发展前景。
LED 芯片一共包含两部分主要内容,一个是 LED 外延片 — 上图中下面的蓝宝石衬底以及衬底上的氮化家(GaN)缓冲层;一个是在外延片上面用来发光的量i子阱和 PN 电极层。所以 LED 芯片一共涉及三个生产工序:发光外延片生长、芯片生长和制造、芯片封装。
在上面三个工序中,外延片的生长技术含量蕞高、芯片制造次之、而封装又次之。
LED芯片制造主要是为了制造有效可靠的低欧姆接触电极,并能满足可接触材料之间较为小的压降及提供焊线的压垫,同时尽可能的多地出光。
渡膜工艺一般用真空蒸镀方法,4Pa高真空下,用电阻加热或电子束轰击加热方法使材料熔化,并在低气压下BZX79C18变成金属蒸气沉积在半导体材料表面。
一般所用的P型接触金属包括AuBe、AuZn等合金,N面的接触金属常采用AuGeNi合金。
镀膜后形成的合金层还需要通过光刻工艺将发光区尽可能多地露出来,使留下来的合金层能满足有效可靠的低欧姆接触电极及焊线压垫的要求。
光刻工序结束后还要通过合金化过程,合金化通常是在H2或N2的保护下进行。
合金化的时间和温度通常是根据半导体材料特性与合金炉形式等因素决定。
当然若是蓝绿等芯片电极工艺还要复杂,需增加钝化膜生长、等离子刻蚀工艺等。
说到LED芯片行业的发展历史,离不开几个重要的时间节点。2003年6月,中国科技部首i次提出要发展半导体照明;2006年“十一五”将半导体照明工程作为国家的一个重大工程进行推动;2009年开始,中国各地政府对于LED芯片制造厂商采购MOCVD予以补贴,国内LED芯片厂商收入与净利润增加,同时竞争者数量不断攀升,行业竞争加剧。
2011年国家发改委正式发布中国淘汰白炽灯的政府公告及路线图,明确提出2016年将全i面禁止白炽灯的销售。2011年至2016年这几年是淘汰白炽灯的过渡期,同时也是LED照明行业的快速发展期。进入 2016 年以后,各大LED芯片厂扩产带来的产能释放,行业洗牌前夕来临。由于产能过剩,LED芯片引起激烈的价格竞争,导致不少芯片厂商营收和净利润双双下降,众多中小厂商被i迫退出市场。
国外厂商也开始调整策略,对国际大厂来说,他们在技术成熟的LED通用市场已失去明显的竞争优势,切断LED“残腕”或是明智之举,为避免激烈竞争造成的损失扩大。