一种led芯粒的筛选方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]
【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。
[0005]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IuA ;反之，则正向漏电不合格)。
[0006]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。
[0007]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芯粒发射的焚光。
[0008]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。
[0009]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迀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。
[0010]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。
[0011]LED芯粒的荧光图像的强度和颜色分布可以体现LED芯粒正向漏电流的大小，申请人通过观察分析待测LED芯粒的荧光图像来筛除正向漏电不良LED芯粒。本发明先通过激发光源和激发滤光片获得固定波段的激发光，再将激发光照射在待测的LED芯粒上，然后通过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。
[0012]本发明通过观察荧光图像来筛除不合格LED芯粒，非常直观、方便；LED芯粒的荧光图像可以清晰地显示LED芯粒的发光形貌，芯粒发光是否均匀、芯粒是否正向漏电、漏电点的位置、芯粒中是否有微裂纹等影响芯粒质量的潜在因素都可以清晰观察到，分辨率很高；观察LED芯粒的荧光图像只需简单成熟的装置，成本低；本发明无需接触LED芯粒，不会造成芯粒的二次损伤。
[0013]因此，本发明具有直观、方便、分辨率高、成本低、无需接触LED芯粒不会造成芯粒的二次损伤的优点。
[0014]【附图说明】:
图1是本发明的原理示意图，其中，附图标记1-激发光源，2-激发滤光片，3-LED芯粒，4-阻断滤光片，5-光学显微镜。
[0015]【具体实施方式】:
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。需说明的是，本发明的附图均采用非常简化的非精准比例，仅用以方便、明晰的辅助说明本发明。
[0016]如图1所示，一种LED芯粒3的筛选方法，先将LED芯粒依次经过晶圆检测、衬底减薄、晶圆切割和芯粒分选的步骤，再由激发光源I发出激发光，在后续光路中置有激发滤光片2，激发滤光片2将选择透过固定波段的光，来激发待测的LED芯粒3 (通常，蓝光LED芯粒3用波长在390nm ^ 460nm之间的蓝紫光来激发，绿光LED芯粒3用波长在460nm到500nm之间的蓝光)来激发；换句话说，经过激发滤光片2透过的光波长需要小于被激发LED芯粒3的发光波长，才能有效激发LED芯粒3发出相应的荧光。
[0017]通过观察LED芯粒3的荧光图像的强度和颜色分布就可以判断LED芯粒3的正向漏电流是否在合格范围内，进而可筛除正向漏电不合格的LED芯粒。为了清晰地观察LED芯粒3的荧光图像，在后续的光路中置有阻断滤光片4，用以阻断各种杂散光和激发光的反射光。由于LED芯粒3较小，通常在亚毫米级到毫米级之间，所以本发明用光学显微镜5来观察LED芯粒3的荧光图像。
【主权项】
1.一种LED芯粒的筛选方法，其特征在于: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，即可得正向漏电合格的LED芯粒，筛除正向漏电不合格LED芯粒；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IuA ;反之，则正向漏电不合格。
2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于:所述激发滤光片用以选择透过某个波段的光来激发LED芯粒。
3.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于: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。
4.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于:阻断滤光片用以阻断各种杂散光和激发光的反射光，只透过所述LED芯粒发射的荧光。
5.根据权利要求1所述筛选方法，其特征在于:所述LED芯粒:在经历筛选之前，已通过了晶圆切割、自动分选工序。
【专利摘要】本发明公开了一种LED芯粒的筛选方法，特别适用于筛除在光电参数测试后的加工过程中（包括衬底减薄、晶圆切割以及自动分选等）所产生的正向漏电不良的LED芯粒。它通过激发光源和激发滤光片获得固定波段的激发光照射在待测LED芯粒上，然后通过阻断滤光片和光学显微镜观察分析LED芯粒的荧光图像的强度和颜色分布，正常LED芯粒和正向漏电流不良LED芯粒会出现不同的荧光强度和颜色差异，从而可筛除不合格LED的芯粒。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。
【IPC分类】H01L21-66, G01N21-64, B07C5-342
【公开号】CN104646314
【申请号】CN201510051000
【发明人】刘军林, 陶喜霞, 江风益
【申请人】南昌大学, 南昌黄绿照明有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月2日