｜LED晶片之光電特性量測設備技術

摘要：LED產業鏈之上、中、下游其晶片或晶粒的光電性質量測是很重要的一環，因為LED的發光效率一直是各家廠商競爭的指標之一，藉由光電量測設備即能掌握在生產過程中每一晶片或晶粒的特性而製作出高品質的產品。本文探討LED晶片之光電特性量測設備技術，藉由電致發光量測所需之基本光電特性介紹及量測設備機台功能、架構及量測與電控系統的說明，讓國內更多點測使用廠商了解其機台特性，並希望國內的點測機台設備廠商能不斷的技術精進及性能提昇以協助LED產業的蓬勃發展。

Abstract: Above the LED industry chain, its photoelectric properties measurement of wafer or chip is very important. Because the LED luminous efficiency has been one of the competing indicators of the various manufacturers. By photoelectric measuring device that is able to master each wafer or chips characteristics in the process to produce high quality products. This article discusses the technology for the photoelectric properties of the LED chip measuring equipment. It includes of the photoelectric characteristics introduce and measuring equipment function, structure and control system describe. So that more domestic users understand the photoelectric measuring equipment, and hope that the domestic equipment manufacturers to constant technological improvements and performance upgrade to assist in the LED industry development.

關鍵詞：發光二極體、電致發光、磊晶片

Keywords：Light Emitting Diode , LED, Electro- Luminescence , EL, Epitaxy Wafer

前言
台灣在光電產業的發展速度非常快，其中以LED 發展可堪稱代表是最具競爭力的產品之一，發光二極體（Light Emitting Diode；LED）屬半導體元件之一種，由於LED具有體積小、壽命長、耗電量小、反應速度快等特性，隨著全球發光二極體市場之各項應用領域之發展，帶動了發光二極體之世界規模。在能源危機的時代，由於LED 非常省電的特性，在近幾年被譽為下一個世代的照明元件，使其具有全面取代傳統光源及照明的未來性。LED依製程可分為上、中、下游與應用四層，上游將原料製作成為單晶片與磊晶片的製造，中游負責整合成為LED晶圓，再將進行晶粒切割成單一晶粒（LED chip die），最後在下游將晶粒封裝成各式不同型態的LED如SMD、Lamp式的LED，如圖1所示。在圖2中，上游磊晶段的磊晶片及中游晶粒段的晶粒均須做光電特性量測[1]，至於應用層面則是將LED產品運用於顯示看板、指示燈、紅外線傳輸、資訊產品（NB、PDA、數位相機、印表機、行動電話及電子商務應用） 、智慧型道路系統等產品上亦頗具潛力。我國業者初期由LED下游封裝起家，逐步發展至中游的晶粒，近幾年更切入上游磊晶片的製造，其發光效率關係到LED的各種設計與品質優劣，當中LED的發光效率lm/Watt一直是各家廠商競爭的指標之一，即表示給予多少的電能可以轉換成多少光能的能力，因此產業鏈中LED的光電性質量測便是很重要的一環。

LED在每一裸晶階段的製程，都需要由量測設備來對產品做光電參數上的量測。對於在LED 磊晶段來說，LED晶片點測需使用探針對晶粒上的電極進行接觸驅動，以一片晶片上常有上萬顆晶粒且晶粒間距很小的情況，則相對需要快速穩定及高精準度、高量測再現性的量測設備，故量測設備的性能良莠將會扮演極重要的角色。