Zer da LED txipa? Beraz, zein dira bere ezaugarriak? LED txiparen fabrikazioaren helburu nagusia ohm baxuko kontaktu-elektrodo eraginkorrak eta fidagarriak fabrikatzea da, eta kontaktu daitezkeen materialen arteko tentsio-jaitsiera txiki samarra asetzea eta hariak soldatzeko presio-padak ematea, argiaren irteera maximizatzen duen bitartean. Film gurutzatuaren prozesuak, oro har, hutsean lurruntzeko metodoa erabiltzen du. 4Pa-ko huts handian, materiala erresistentzia berotzearen edo elektroi-sorta bonbardaketaren berokuntza metodoaren bidez urtzen da, eta BZX79C18 metalezko lurrun bihurtzen da eta material erdieroalearen gainazalean metatzen da presio baxuan.
Gehien erabiltzen diren P motako kontaktu metalen artean AuBe eta AuZn bezalako aleazioak daude, eta N aldean kontaktu metala AuGeNi aleazioz egin ohi da. Estalduraren ondoren eratutako aleazio-geruza fotolitografia-prozesuaren bidez eremu luminiszentean ahalik eta gehien agerian egon behar da, gainerako aleazio-geruzak ohm baxuko kontaktu-elektrodo eraginkor eta fidagarrien eta soldatzeko alanbrearen presio padren baldintzak bete ditzan. Fotolitografia-prozesua amaitu ondoren, aleazio-prozesua ere pasa behar du, normalean H2 edo N2 babespean egiten dena. Aleazio-denbora eta tenperatura material erdieroaleen ezaugarriak eta aleazio-labearen forma bezalako faktoreek zehazten dituzte normalean. Jakina, urdin-berdea eta beste txip-elektrodoen prozesuak konplexuagoak badira, beharrezkoa da pasibazio-filmaren hazkuntza, plasma-grabazio-prozesuak, etab.
LED txip-en fabrikazio-prozesuan, zein prozesuk dute eragin handia haien errendimendu optoelektronikoan?
Orokorrean, LED epitaxial ekoizpena amaitu ondoren, bere errendimendu elektriko nagusia amaitu da, eta txiparen fabrikazioak ez du bere oinarrizko ekoizpen izaera aldatzen. Hala ere, estaldura- eta aleazio-prozesuan baldintza desegokiek parametro elektriko batzuk txarrak izatea eragin dezakete. Adibidez, aleazio-tenperatura baxuak edo altuak kontaktu ohmiko txarrak eragin ditzakete, hau da, txiparen fabrikazioan aurrerantz tentsio-jaitsiera handiaren kausa nagusia. Ebaki ondoren, txirbilaren ertzetan korrosio-prozesu batzuk lagungarriak izan daitezke txirbilaren alderantzizko ihesa hobetzeko. Hau da, diamantezko gurpilaren pala batekin moztu ondoren, hondar-hondakin eta hauts asko egongo direlako txirbilaren ertzean. Partikula hauek LED txiparen PN junturara itsasten badira, ihes elektrikoa eta matxura ere eragingo dute. Horrez gain, txiparen gainazaleko fotorresistentea garbi zuritzen ez bada, aurrealdeko soldadura eta soldadura birtualean zailtasunak eragingo ditu. Atzealdean badago, presio jaitsiera handia ere eragingo du. Txirbilak ekoizteko prozesuan, gainazaleko zimurtasuna eta egitura trapezoidalak erabil daitezke argiaren intentsitatea handitzeko.
Zergatik banatu behar dira LED txipak tamaina ezberdinetan? Zein da tamainak LED errendimendu optoelektronikoan?
LED txipak potentzia baxuko txipetan, potentzia ertaineko txipetan eta potentzian oinarritutako potentzia handiko txipetan bana daitezke. Bezeroaren eskakizunen arabera, hodi bakarreko maila, maila digitala, puntu matrize maila eta argiztapen apaingarri gisa bana daiteke. Txiparen tamaina zehatzari dagokionez, txip fabrikatzaile desberdinen benetako ekoizpen mailaren araberakoa da eta ez dago baldintza zehatzik. Prozesua gainditzen den bitartean, txipak unitate-irteera handitu eta kostuak murriztu ditzake, eta errendimendu fotoelektrikoak ez du oinarrizko aldaketarik jasango. Txip batek erabiltzen duen korrontea txiptik igarotzen den korronte-dentsitatearekin erlazionatuta dago. Txip txiki batek korronte gutxiago erabiltzen du, txip handi batek korronte gehiago erabiltzen du, eta haien unitatearen korronte-dentsitatea funtsean berdina da. Beroa xahutzea korronte handietan arazo nagusia dela kontuan hartuta, bere argi-eraginkortasuna korronte baxuan baino txikiagoa da. Bestalde, eremua handitzen den heinean, txiparen gorputz-erresistentzia gutxitu egingo da, eta ondorioz, aurrerako eroapen-tentsioa gutxituko da.

Zein da potentzia handiko LED txipen eremu orokorra? Zergatik?
Argi zurirako erabiltzen diren LED potentzia handiko txipak, oro har, 40 mil inguruan ikusten dira merkatuan, eta potentzia handiko txipetarako erabiltzen den potentzia 1W baino gehiagoko potentzia elektrikoari dagokio. Eraginkortasun kuantikoa, oro har, % 20 baino txikiagoa denez, energia elektriko gehiena energia termiko bihurtzen da, beraz, beroa xahutzea garrantzitsua da potentzia handiko txipentzat, eta eremu handia izan behar dute.
Zeintzuk dira GaN material epitaxialak fabrikatzeko txip-teknologiaren eta prozesatzeko ekipoen eskakizun desberdinak GaP, GaAs eta InGaAlP-ekin alderatuta? Zergatik?
LED txip gorri eta hori arrunten substratuek eta distira handiko txip gorri eta hori kuaternarioek material erdieroale konposatuak erabiltzen dituzte, hala nola GaP eta GaAs, eta, oro har, N motako substratu bihurtu daitezke. Fotolitografiarako prozesu hezea erabiliz, eta gero txirbiletan moztu, diamante-gurpil-palak erabiliz. GaN materialarekin egindako txip urdin-berdeak zafiro substratu bat erabiltzen du. Zafiroaren substratuaren izaera isolatzailea dela eta, ezin da LED elektrodo gisa erabili. Hori dela eta, P/N elektrodo biak gainazal epitaxialean egin behar dira grabaketa lehorrez eta pasibazio prozesu batzuk egin behar dira. Zafiroaren gogortasuna dela eta, zaila da diamante-gurpilen xaflarekin txipetan moztea. Bere fabrikazio-prozesua, oro har, GaP eta GaAs materialenak baino konplexuagoa daLED uholde-argiak.

Zein da "elektrodo garden" txip baten egitura eta ezaugarriak?
Elektrodo gardena deritzonak elektrizitatea eroateko eta argia transmititzeko gai izan behar du. Gaur egun, material hau oso erabilia da kristal likidoen ekoizpen prozesuetan, eta bere izena indio eztainu oxidoa da, ITO gisa laburtua, baina ezin da soldadura-pad gisa erabili. Egiteko orduan, lehenik eta behin elektrodo ohmiko bat prestatu behar da txiparen gainazalean, gero gainazala ITO geruza batekin estali eta, ondoren, soldadura geruza bat jarri ITO gainazalean. Modu honetan, berun-haritik jaisten den korrontea ITO geruzan zehar berdin banatzen da kontaktu elektrodo ohmiko bakoitzean. Aldi berean, ITOren errefrakzio-indizea airearen eta material epitaxialaren errefrakzio-indizearen artean dagoenez, argi-angelua handitu daiteke eta argi-fluxua ere handitu daiteke.

Zein da erdieroaleen argiztapenerako txip teknologiaren garapen nagusia?
Erdieroaleen LED teknologiaren garapenarekin, argiztapenaren arloan duen aplikazioa ere handitzen ari da, batez ere LED zuriaren agerpena, erdieroaleen argiztapenean gai nagusi bihurtu dena. Hala ere, txipak eta ontziratze-teknologiak oraindik hobetu behar dira, eta txip-en garapenak potentzia handian, argi-eraginkortasun handian eta erresistentzia termikoa murrizten ditu. Potentzia handitzeak txiparen erabilera-korrontea handitzea dakar, eta bide zuzenagoa txiparen tamaina handitzea da. Gehien erabiltzen diren potentzia handiko txipak 1 mm x 1 mm ingurukoak dira, 350 mA-ko erabilera-korrontearekin. Erabilera-korrontearen hazkundea dela eta, beroa xahutzea arazo nabarmena bihurtu da. Orain, txip-inbertsioaren metodoak arazo hau konpondu du funtsean. LED teknologiaren garapenarekin, bere aplikazioak argiztapen arloan aurrekaririk gabeko aukera eta erronkei aurre egingo die.
Zer da alderantzizko txip bat? Zein da bere egitura eta zein abantaila ditu?
Argi urdineko LEDek Al2O3 substratuak erabiltzen dituzte normalean, gogortasun handia, eroankortasun termiko baxua eta eroankortasun elektrikoa dutenak. Egitura formal bat erabiltzen bada, alde batetik, estatikoen aurkako arazoak ekarriko ditu, eta, bestetik, beroa xahutzea ere arazo handi bihurtuko da korronte handiko baldintzetan. Aldi berean, elektrodo positiboa gora begira dagoenez, argiaren zati bat blokeatu eta argi-eraginkortasuna murriztuko du. Potentzia handiko argi urdineko LEDek txip flip teknologiaren bidez argi irteera eraginkorragoa lor dezakete ontziratzeko teknika tradizionalek baino.
Gaur egungo egitura alderantzikatuaren ikuspegi nagusia lehenik eta behin tamaina handiko argi urdineko LED txipak prestatzea da soldadura eutektikoko elektrodo egokiekin, eta, aldi berean, siliziozko substratu bat prestatzea argi urdineko LED txipa baino apur bat handiagoa, eta, horren gainean, bat egitea. Soldadura eutektikorako urrezko geruza eroalea eta berunezko geruza bat (ultrasoinudun urrezko harizko soldadura-juntura). Ondoren, potentzia handiko LED urdin txipak siliziozko substratuekin soldatzen dira soldadura eutektikoko ekipoen bidez.
Egitura honen ezaugarria da geruza epitaxiala zuzenean siliziozko substratuarekin harremanetan jartzen dela, eta siliziozko substratuaren erresistentzia termikoa zafiroaren substratuarena baino askoz txikiagoa dela, beraz, beroa xahutzearen arazoa ondo konpontzen da. Zafiroaren substratua alderantzikatu ondoren gora begira dagoelako, igorle-azalera bihurtuz, zafiroa gardena da, eta horrela argia igortzeko arazoa konpontzen da. Goian LED teknologiari buruzko ezagutza garrantzitsua da. Uste dut zientzia eta teknologiaren garapenarekin,LED argiakgero eta eraginkorragoa izango da etorkizunean, eta haien zerbitzu-bizitza asko hobetuko da, erosotasun handiagoa ekarriz.