某燈具廠家把芯片封裝成燈珠后，做成燈具，在使用一個月后出現個別燈珠死燈現象，委托金鑒查找原因。本案例，金鑒發(fā)現該燈具芯片有漏電、燒電極和掉電極的現象，通過自主研發(fā)的顯微熱分布測試儀發(fā)現芯片正負電極溫差過大，再經過FIB對芯片正負電極切割發(fā)現正極下缺乏二氧化硅阻擋層和正極Al層過厚。死燈芯片正極金道下沒有二氧化硅阻擋層，并且正極Al層厚度為負極的兩倍多，由此解釋了燈珠電流分布不均，負極電流擁擠，負極發(fā)熱量大，正極發(fā)熱量小的現象。如下為案例數據分析：

對漏電燈珠通電光學顯微鏡觀察：

金鑒隨機取1pc漏電燈珠進行化學開封，使用3V/50uA直流電通電測試，發(fā)現燈珠存在電流分布不均現象，負極一端處的亮度較高。

對漏電燈珠顯微紅外觀察：

使用金鑒自主研發(fā)的顯微熱分布測試儀對同樣漏電芯片表面溫度進行測量，發(fā)現芯片正負電極溫度差距很大，數據顯示如圖負極電極溫度為129.2℃，正極電極溫度為82.0℃。

死燈芯片負極金道FIB切割：

金鑒工程師對死燈燈珠芯片靠近負極電極燒毀位置下方的金道做FIB切割，結果顯示芯片采用Cr-Al-Cr-Pt-Au反射結構，鋁（Al）層與第1層鉻（Cr）層結合良好。芯片負極的鋁層厚度約為100nm。

死燈芯片正極金道FIB切割：

金鑒工程師對死燈燈珠芯片正極金道做FIB切割，結果顯示芯片采用Cr-Al-Cr-Pt-Au反射結構，金鑒發(fā)現：

1.Cr-Al-Cr-Pt層呈現波浪形貌，尤其ITO層呈現波浪形貌，ITO層熔點較低，正極在高溫下，芯片正極ITO-Cr-Al-Cr-Pt層很容易融化脫落，這也是金鑒觀察到前面部分芯片正極脫落的原因。

2.芯片正極的鋁層厚度約為251nm，明顯比負極100nm要厚，而負極和正極Cr-Al-Cr-Pt-Au是同時的蒸鍍?yōu)R射工藝，厚度應該一致。

3.在芯片正極金道ITO層下，我們沒有發(fā)現二氧化硅阻擋層。

知識點：

因為藍寶石的絕緣性，所以傳統(tǒng)LED的N和P電極都做在芯片出光面的同一側。P電極由薄的透明導電層和厚的金屬焊盤構成。這種結構的P電極位于芯片出光面上，因此P電極焊盤金屬擋住了P電極下方的有源層發(fā)出的光，即P電極金屬將下方發(fā)光區(qū)發(fā)出的光大部分被吸收而造成光損失。此結構的另一問題是由于n-GaN層和透明導電層的導電特性（主要是電阻率）不同，會造成電極周圍電流擁擠，電流擁擠影響發(fā)光均勻性和遠場發(fā)射的穩(wěn)定性，并且由于局部區(qū)域過高的電流密度引起的電流擁擠會降低LED的光提取效率，也影響LED的可靠性。因此在P電極正下方，透明導電層與P-GaN之間做一層絕緣層介質（如SiO2或者Si3N4或者Al2O3等）充當電流阻擋層。電流阻擋層一方面可以起到阻擋電流朝P電極下方擴散，減小流向P電極金屬下面有源區(qū)的電流密度，從而減小由于P電極金屬吸光、擋光而造成的光損失；另一方面通過電流阻擋層將電流引導至遠離P電極的區(qū)域，減小P電極附近電流擁擠，可以提高出光功率。

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