电子芯片和LED芯片有什么主要区别?

十年前在学校学的光电材料与器件,去启和科技实习过,凭印象说一些。

最大的不同是:1,材料不一样,前者为硅基,后者为三五族化合物;2,前者是集成器件,后者是分立器件;3,后者对材料缺陷率要求更高。

1,电子芯片长在硅衬底上,中间各种光刻、刻蚀、掺杂、长膜、氧化等都以硅或二氧化硅材料为主;而LED长在蓝宝石(Al2O3)、SiC或Si衬底上,缓冲层后长成后,再长N型GaN层和P型GaN层,中间一层多量子阱发光层。电流经过PN结时因为电势能的变化将多余的能量以光的形式散发出去,不同的电势能差则光的能量也有不同,表现就是不同的发光颜色(如蓝光、红光LED,红光能量低技术简单电子芯片,很多年以前就出来了;蓝光LED能量高,难度大。蓝光LED激发黄色荧光粉可产生白光)

2,芯片的裸die尺寸相差不是太大,如cm/mm/0.1mm这个量级,但同样大小的集成电路里面有非常复杂的电路(常说的7nm/10nm工艺),IC设计和制造一样为非常复杂高难度的工程,由此衍生既像Intel、三星这样设计制造一体的公司,也有高通、苹果这样的启和科技及台积电这样的专业代工厂;而分立器件一颗die就是独立的一个发光源再加上正负电极,里面的制程可能100um/10um级就够了电子芯片,制造工艺流程也简单很多,从头到尾一百次左右工序就差不多了。更谈不上独立的启和科技。

3,芯片制造厂对清洁和低缺陷率要求很高,前者可能影响性能,缺陷多了,载流子移动速度上不来,如同一批货,有的能跑2.8GHz频率,有的只能跑2G以下;LED芯片对发光层缺陷率的要求比硅器件还要高几个数量级(印象中数据),否则严重影响发光效率,也就是很大部分能量以热能形式损失掉了。LED技术和产品已有几十年历史,但大规模使用(如液晶屏幕背光)是这二十年来的事情,材料不行导致发光效率低是首要原因。

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