1.1 技术路线
在SI衬底上生长GAN，制作LED蓝光芯片。
工艺流程：在SI衬底上生长ALN缓冲层→生长N型GAN→生长INGAN多量子阱发光层→生长P型ALGAN层→生长P型GAN层→键合带AG反光层并形成P型欧姆接触电极→剥离衬底并去除缓冲层→制作N型掺SI层的欧姆接触电极→合金→钝化→划片→测试→包装。
1.2 主要制造工艺
SI衬底GAN基LED芯片结构图见图1。
图2 封装结构图
2.3 关键技术及创新性
功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等，现有的SI衬底的功率型GAN基LED芯片设计采用了垂直结构来提高芯片的取光效率，改善了芯片的热特性，同时通过增大芯片面积，加大工作电流来提高器件的光电转换效率，从而获得较高的光通量，也因此给功率型LED的封装设计、制造技术带来新的课题。功率LED封装重点是采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题。为达到封装技术要求，在大量的试验和探索中，分析解决相关技术问题，采用的关键技术和创新性有以下几点。
（1）通过设计新型陶瓷封装结构，减少了全反射，使器件获得高取光效率和合适的光学空间分布。
（2）采用电热隔离封装结构和优化的热沉设计，以适合薄膜芯片的封装要求。
（3）采用高导热系数的金属支架，选用导热导电胶粘结芯片，获得低热阻的良好散热通道，使产品光衰≤5％ （1 OOO H）。
（4）采用高效、高精度的荧光胶配比及喷涂工艺，保证了产品光色参数可控和一致性。
（5）多层复合封装，降低了封装应力，实施SSB键合工艺和多段固化制程，提高了产品的可靠性。
（6）装配保护二极管，使产品ESD静电防护提高到8 000 V。
  3 产品测试结果
3.1 SL衬底LED芯片
通过优化SI衬底表面的处理和缓冲层结构，成功生长出可用于大功率芯片的外延材料。采用PT电极作为反射镜，成功实现大功率芯片的薄膜转移。采用银作为反射镜，大大提高了反射效率，通过改进反射镜的设计并引入粗化技术，提高了光输出功率。改进了A异反射镜蒸镀前P型GAN表面的清洗工艺和晶片焊接工艺，改善了银反射镜的欧姆接触，量子阱前引入缓冲结构，提高了芯片发光效率，优化量子阱／垒界面生长工艺，发光效率进一步提高，通过改进焊接技术，减少了衬底转移过程中芯片裂纹问题，芯片制备的良率大幅度提高，且可靠性获得改善。通过上述多项技术的应用和改进，成功制备出尺寸1 MMX 1 MM，350 N 下光输出功率大于380 MW的蓝色发光芯片，发光波长451 NNL，工作电压3.2 V，完成课题规定的指标。
表1为芯片光电性能参数测试结果。
表1 芯片光电性能参数测试结果
4 结语
SI衬底的CAN基LED制造技术是国际上第三条LED制造技术路线，是LED三大原创技术之一，与前两条技术路线相比，具有四大优势：
第一，具有原创技术产权，产品可销往国际市场，不受国际专利限制。
第二，具有优良的性能，产品抗静电性能好，寿命长，可承受的电流密度高。
第三，器件封装工艺简单，芯片为上下电极，单引线垂直结构，在器件封装时只需单电极引线，简化了封装工艺，节约了封装成本。
第四，由于SI衬底比前两种技术路线使用的蓝宝石和SIC价格便宜得多，而且将来生产效率更高，因此成本低廉。
