十年前在學(xué)校學(xué)的光電材料與器件,去啟和科技實(shí)習(xí)過,憑印象說一些。
最大的不同是:1,材料不一樣,前者為硅基,后者為三五族化合物;2,前者是集成器件,后者是分立器件;3,后者對材料缺陷率要求更高。
1,電子芯片長在硅襯底上,中間各種光刻、刻蝕、摻雜、長膜、氧化等都以硅或二氧化硅材料為主;而LED長在藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC或Si襯底上,緩沖層后長成后,再長N型GaN層和P型GaN層,中間一層多量子阱發(fā)光層。電流經(jīng)過PN結(jié)時(shí)因?yàn)殡妱菽艿淖兓瘜⒍嘤嗟哪芰恳怨獾男问缴l(fā)出去,不同的電勢能差則光的能量也有不同,表現(xiàn)就是不同的發(fā)光顏色(如藍(lán)光、紅光LED,紅光能量低技術(shù)簡單電子芯片,很多年以前就出來了;藍(lán)光LED能量高,難度大。藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉可產(chǎn)生白光)
2,芯片的裸die尺寸相差不是太大,如cm/mm/0.1mm這個(gè)量級,但同樣大小的集成電路里面有非常復(fù)雜的電路(常說的7nm/10nm工藝),IC設(shè)計(jì)和制造一樣為非常復(fù)雜高難度的工程,由此衍生既像Intel、三星這樣設(shè)計(jì)制造一體的公司,也有高通、蘋果這樣的啟和科技及臺積電這樣的專業(yè)代工廠;而分立器件一顆die就是獨(dú)立的一個(gè)發(fā)光源再加上正負(fù)電極,里面的制程可能100um/10um級就夠了電子芯片,制造工藝流程也簡單很多,從頭到尾一百次左右工序就差不多了。更談不上獨(dú)立的啟和科技。
3,芯片制造廠對清潔和低缺陷率要求很高,前者可能影響性能,缺陷多了,載流子移動速度上不來,如同一批貨,有的能跑2.8GHz頻率,有的只能跑2G以下;LED芯片對發(fā)光層缺陷率的要求比硅器件還要高幾個(gè)數(shù)量級(印象中數(shù)據(jù)),否則嚴(yán)重影響發(fā)光效率,也就是很大部分能量以熱能形式損失掉了。LED技術(shù)和產(chǎn)品已有幾十年歷史,但大規(guī)模使用(如液晶屏幕背光)是這二十年來的事情,材料不行導(dǎo)致發(fā)光效率低是首要原因。
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