[发明专利]一种LED芯粒的筛选方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体发光领域，尤其是涉及一种LED芯粒的筛选方法。

背景技术

受限于外延材料的制备技术，目前整片的LED晶圆片还很难满足人眼对光电特性一致性的要求，因此在投入后续封装之前，需要对LED晶圆进行严格的检测，然后根据晶圆的检测结果再将具有光电一致性的LED芯粒分选到一起（LED晶圆片被分割成大量的LED芯粒）。但是，在LED晶圆片经过光电参数测试后，通常还要经过衬底减薄、晶圆切割以及自动分选等工艺流程，而在这些过程中，LED膜有可能在机械力、静电、污染物等的作用下出现新的光电参数不合格的LED芯粒，这些不合格LED芯粒的主要失效特征就是出现正向漏电流不同程度的增大。如此一来，根据LED晶圆片光电参数测试结果自动分选出的合格LED芯粒中就会混入一定数量的不合格LED芯粒。如果这部分不合格的芯粒流入封装阶段，将会造成LED封装良率的下降以及成本的明显增加，同时给器件应用带来可靠性隐患。

为了进一步筛除上述不合格的LED芯粒，目前产业界通常是采用普通光学显微镜手选，但这种方法只能将外观不良产品剔除，对于外观合格而正向漏电不良的芯粒则无法有效剔除，且这种方法分辨率较低、速度慢。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种LED芯粒的筛选方法，它通过观察分析待测LED芯粒的荧光图像来有效筛除具有正向漏电不良的LED芯粒，这种方法直观、方便、分辨率高、成本低，且无需接触LED芯粒，不会造成芯粒的二次损伤。

本发明的目的是这样实现的：

一种LED芯粒的筛选方法，特征是：先通过激发光源发出激发光，在后续光路中置有激发滤光片，激发滤光片过滤激发光以获得固定波段的激发光，再将该激发光照射在待测的LED芯粒上来激发LED芯粒，然后通过LED芯粒正上方的阻断滤光片和光学显微镜观察LED芯粒的荧光图像，即可得合格的LED芯粒，筛除正向漏电不合格LED芯粒（正向漏电合格即当LED芯粒电极两端的电压为1.8V时，正向电流小于1uA；反之，则正向漏电不合格）。

经过激发滤光片获得的激发光波长要小于LED芯粒本身的发光波长，以便能顺利激发LED芯粒发射荧光。蓝光LED芯粒用波长在390nm∽460nm之间的蓝紫光来激发，绿光LED芯粒用波长在460nm到500nm之间的蓝光来激发。

所述阻断滤光片，用以阻断各种杂散光和激发光的反射光，只透过LED芯粒发射的荧光。

在筛选LED芯粒之前，依次经过了晶圆检测、衬底减薄、晶圆切割和芯粒分选的步骤。

工作原理：

当光照射LED芯粒时，载流子会吸收一定波长的光子由低能态跃迁到能量更高的激发态，再回到低能态时通常会释放出特定波长的光，即为荧光。LED芯粒的荧光主要由量子阱发光和GaN材料的黄带发光两部分构成。其中，量子阱即LED芯粒的发光区，量子阱的发光机理、发光波长以及发光强度与GaN材料的黄带发光均有很大不同。在发光波长方面，常见GaN基LED的颜色有蓝光和绿光两种。关于发光强度，在正常情况下量子阱的发强度远大于GaN材料的黄带发光，通常在所观察到的LED芯粒的荧光图像在无法看到GaN材料的黄带发光。但是，当LED芯粒的PN结出现正向漏电时，量子阱发光将出现发光不均匀、发光较弱或不发光，这时候GaN材料的黄带发光在整个荧光光束中不再可忽视，将会导致荧光的强度、颜色发生明显变化。需要指出的是，由于GaN黄带发光的机理与量子阱不同，对正向漏电不敏感，也就是说正向漏电对GaN黄带发光的强度没有明显影响。

下面以GaN基蓝色LED芯粒为例具体说明，当蓝色LED芯粒存在较小正向漏电时，其量子阱所发蓝色荧光会相对正向漏电合格的芯粒变弱，通过对比正常LED芯粒与存在较小正向漏电LED芯粒的蓝色荧光的强度可以筛选出漏电不良芯粒；当LED芯粒出现较大程度正向漏电时，蓝色LED芯粒量子阱所发蓝色荧光强度会严重下降，此时GaN材料的黄带发光就不能被量子阱所发蓝色荧光所掩盖，量子阱蓝光与GaN黄带发光混合后会出现白光，与量子阱所发蓝色荧光完全不同，从而很容易分辨；当蓝色LED芯粒漏电非常严重时，量子阱完全不发光，此时只剩下GaN黄带发光，LED芯粒呈现出黄色荧光，也非常容易分辨。