[發明專利]一種LED芯粒的篩選方法

在審

• 申請號: 201510051000.9
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104646314A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 劉軍林;陶喜霞;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學;南昌黃綠照明有限公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;G01N21/64;H01L21/66
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

技術領域

本發明屬于半導體發光領域，尤其是涉及一種LED芯粒的篩選方法。

背景技術

受限于外延材料的制備技術，目前整片的LED晶圓片還很難滿足人眼對光電特性一致性的要求，因此在投入后續封裝之前，需要對LED晶圓進行嚴格的檢測，然后根據晶圓的檢測結果再將具有光電一致性的LED芯粒分選到一起（LED晶圓片被分割成大量的LED芯粒）。但是，在LED晶圓片經過光電參數測試后，通常還要經過襯底減薄、晶圓切割以及自動分選等工藝流程，而在這些過程中，LED膜有可能在機械力、靜電、污染物等的作用下出現新的光電參數不合格的LED芯粒，這些不合格LED芯粒的主要失效特征就是出現正向漏電流不同程度的增大。如此一來，根據LED晶圓片光電參數測試結果自動分選出的合格LED芯粒中就會混入一定數量的不合格LED芯粒。如果這部分不合格的芯粒流入封裝階段，將會造成LED封裝良率的下降以及成本的明顯增加，同時給器件應用帶來可靠性隱患。

為了進一步篩除上述不合格的LED芯粒，目前產業界通常是采用普通光學顯微鏡手選，但這種方法只能將外觀不良產品剔除，對于外觀合格而正向漏電不良的芯粒則無法有效剔除，且這種方法分辨率較低、速度慢。

發明內容：

本發明的目的在于提出一種LED芯粒的篩選方法，它通過觀察分析待測LED芯粒的熒光圖像來有效篩除具有正向漏電不良的LED芯粒，這種方法直觀、方便、分辨率高、成本低，且無需接觸LED芯粒，不會造成芯粒的二次損傷。

本發明的目的是這樣實現的：

一種LED芯粒的篩選方法，特征是：先通過激發光源發出激發光，在后續光路中置有激發濾光片，激發濾光片過濾激發光以獲得固定波段的激發光，再將該激發光照射在待測的LED芯粒上來激發LED芯粒，然后通過LED芯粒正上方的阻斷濾光片和光學顯微鏡觀察LED芯粒的熒光圖像，即可得合格的LED芯粒，篩除正向漏電不合格LED芯粒（正向漏電合格即當LED芯粒電極兩端的電壓為1.8V時，正向電流小于1uA；反之，則正向漏電不合格）。

經過激發濾光片獲得的激發光波長要小于LED芯粒本身的發光波長，以便能順利激發LED芯粒發射熒光。藍光LED芯粒用波長在390nm∽460nm之間的藍紫光來激發，綠光LED芯粒用波長在460nm到500nm之間的藍光來激發。

所述阻斷濾光片，用以阻斷各種雜散光和激發光的反射光，只透過LED芯粒發射的熒光。

在篩選LED芯粒之前，依次經過了晶圓檢測、襯底減薄、晶圓切割和芯粒分選的步驟。

工作原理：

當光照射LED芯粒時，載流子會吸收一定波長的光子由低能態躍遷到能量更高的激發態，再回到低能態時通常會釋放出特定波長的光，即為熒光。LED芯粒的熒光主要由量子阱發光和GaN材料的黃帶發光兩部分構成。其中，量子阱即LED芯粒的發光區，量子阱的發光機理、發光波長以及發光強度與GaN材料的黃帶發光均有很大不同。在發光波長方面，常見GaN基LED的顏色有藍光和綠光兩種。關于發光強度，在正常情況下量子阱的發強度遠大于GaN材料的黃帶發光，通常在所觀察到的LED芯粒的熒光圖像在無法看到GaN材料的黃帶發光。但是，當LED芯粒的PN結出現正向漏電時，量子阱發光將出現發光不均勻、發光較弱或不發光，這時候GaN材料的黃帶發光在整個熒光光束中不再可忽視，將會導致熒光的強度、顏色發生明顯變化。需要指出的是，由于GaN黃帶發光的機理與量子阱不同，對正向漏電不敏感，也就是說正向漏電對GaN黃帶發光的強度沒有明顯影響。

下面以GaN基藍色LED芯粒為例具體說明，當藍色LED芯粒存在較小正向漏電時，其量子阱所發藍色熒光會相對正向漏電合格的芯粒變弱，通過對比正常LED芯粒與存在較小正向漏電LED芯粒的藍色熒光的強度可以篩選出漏電不良芯粒；當LED芯粒出現較大程度正向漏電時，藍色LED芯粒量子阱所發藍色熒光強度會嚴重下降，此時GaN材料的黃帶發光就不能被量子阱所發藍色熒光所掩蓋，量子阱藍光與GaN黃帶發光混合后會出現白光，與量子阱所發藍色熒光完全不同，從而很容易分辨；當藍色LED芯粒漏電非常嚴重時，量子阱完全不發光，此時只剩下GaN黃帶發光，LED芯粒呈現出黃色熒光，也非常容易分辨。