一種led芯粒的篩選方法
【技術領域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]
【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。
[0005]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IuA ;反之，則正向漏電不合格)。
[0006]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。
[0007]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芯粒發射的焚光。
[0008]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。
[0009]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迀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。
[0010]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。
[0011]LED芯粒的熒光圖像的強度和顏色分布可以體現LED芯粒正向漏電流的大小，申請人通過觀察分析待測LED芯粒的熒光圖像來篩除正向漏電不良LED芯粒。本發明先通過激發光源和激發濾光片獲得固定波段的激發光，再將激發光照射在待測的LED芯粒上，然后通過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。
[0012]本發明通過觀察熒光圖像來篩除不合格LED芯粒，非常直觀、方便；LED芯粒的熒光圖像可以清晰地顯示LED芯粒的發光形貌，芯粒發光是否均勻、芯粒是否正向漏電、漏電點的位置、芯粒中是否有微裂紋等影響芯粒質量的潛在因素都可以清晰觀察到，分辨率很高；觀察LED芯粒的熒光圖像只需簡單成熟的裝置，成本低；本發明無需接觸LED芯粒，不會造成芯粒的二次損傷。
[0013]因此，本發明具有直觀、方便、分辨率高、成本低、無需接觸LED芯粒不會造成芯粒的二次損傷的優點。
[0014]【附圖說明】:
圖1是本發明的原理示意圖，其中，附圖標記1-激發光源，2-激發濾光片，3-LED芯粒，4-阻斷濾光片，5-光學顯微鏡。
[0015]【具體實施方式】:
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。需說明的是，本發明的附圖均采用非常簡化的非精準比例，僅用以方便、明晰的輔助說明本發明。
[0016]如圖1所示，一種LED芯粒3的篩選方法，先將LED芯粒依次經過晶圓檢測、襯底減薄、晶圓切割和芯粒分選的步驟，再由激發光源I發出激發光，在后續光路中置有激發濾光片2，激發濾光片2將選擇透過固定波段的光，來激發待測的LED芯粒3 (通常，藍光LED芯粒3用波長在390nm ^ 460nm之間的藍紫光來激發，綠光LED芯粒3用波長在460nm到500nm之間的藍光)來激發；換句話說，經過激發濾光片2透過的光波長需要小于被激發LED芯粒3的發光波長，才能有效激發LED芯粒3發出相應的熒光。
[0017]通過觀察LED芯粒3的熒光圖像的強度和顏色分布就可以判斷LED芯粒3的正向漏電流是否在合格范圍內，進而可篩除正向漏電不合格的LED芯粒。為了清晰地觀察LED芯粒3的熒光圖像，在后續的光路中置有阻斷濾光片4，用以阻斷各種雜散光和激發光的反射光。由于LED芯粒3較小，通常在亞毫米級到毫米級之間，所以本發明用光學顯微鏡5來觀察LED芯粒3的熒光圖像。
【主權項】
1.一種LED芯粒的篩選方法，其特征在于: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，即可得正向漏電合格的LED芯粒，篩除正向漏電不合格LED芯粒；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IuA ;反之，則正向漏電不合格。
2.根據權利要求1所述的篩選方法，其特征在于:所述激發濾光片用以選擇透過某個波段的光來激發LED芯粒。
3.根據權利要求1所述的篩選方法，其特征在于: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。
4.根據權利要求1所述的篩選方法，其特征在于:阻斷濾光片用以阻斷各種雜散光和激發光的反射光，只透過所述LED芯粒發射的熒光。
5.根據權利要求1所述篩選方法，其特征在于:所述LED芯粒:在經歷篩選之前，已通過了晶圓切割、自動分選工序。
【專利摘要】本發明公開了一種LED芯粒的篩選方法，特別適用于篩除在光電參數測試后的加工過程中（包括襯底減薄、晶圓切割以及自動分選等）所產生的正向漏電不良的LED芯粒。它通過激發光源和激發濾光片獲得固定波段的激發光照射在待測LED芯粒上，然后通過阻斷濾光片和光學顯微鏡觀察分析LED芯粒的熒光圖像的強度和顏色分布，正常LED芯粒和正向漏電流不良LED芯粒會出現不同的熒光強度和顏色差異，從而可篩除不合格LED的芯粒。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。
【IPC分類】H01L21-66, G01N21-64, B07C5-342
【公開號】CN104646314
【申請號】CN201510051000
【發明人】劉軍林, 陶喜霞, 江風益
【申請人】南昌大學, 南昌黃綠照明有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月2日