高性能LED制造與裝備中的關鍵基礎問題研究2011CB013100G

1、項目名稱：高性能LED制造與裝備中的關鍵基礎問題研究首席科學家：劉巖 深圳清華大學研究院起止年限：依托部門：深圳市科技工貿和信息化委員會一、關鍵科學問題及研究內容本項目以高光效、高可靠性、大功率、低成本LED制造和裝備所面臨的五個關鍵技術挑戰(zhàn)為突破口，圍繞以下三個重要科學問題展開研究，突破LED產業(yè)鏈上、中、下游關鍵制造環(huán)節(jié)中的瓶頸?？茖W問題一 大尺寸LED晶圓制造中影響光效、光衰的主要缺陷形成機理及抑制。隨著LED芯片制造向大尺寸襯底晶圓、低缺陷密度、高光效方向發(fā)展，對襯底平坦化、外延生長、芯片制造技術及相關裝備提出了一系列挑戰(zhàn)。例如，大尺寸晶圓襯底表面必須高質量平坦化，否則其缺陷將延伸到外

2、延層，直接影響外延層的質量。另外，由于晶圓尺寸增大，導致襯底制備和外延生長中晶圓翹曲，缺陷更加嚴重，導致量子效率下降。這些缺陷會直接影響光效、光衰。如何抑制缺陷、提高量子效率是大功率LED制造的關鍵問題。其中的技術難點包括：大尺寸同質襯底生成過程中的缺陷控制，MOCVD外延中的缺陷抑制和量子效率調控，超硬襯底材料表面原子級平坦化中的缺陷控制。 需要解決的科學問題具體內涵包括：非均勻場和微擾動對襯底和外延層生長動力學過程的影響規(guī)律及與缺陷產生的關系，和難加工襯底材料原子級平坦化中的界面行為及缺陷控制原理。需要研究用于大尺寸GaN同質襯底制備的HVPE反應腔和用于大尺寸晶圓外延的MOCVD反應腔的

3、設計方法，以實現(xiàn)反應腔內氣體的均勻擴散和混合，溫度場的均勻控制，保持層流和均勻的化學反應速率，晶體生長過程中不同沉積速率與反應物質流量控制的精確匹配，以滿足外延生長中的波長一致性（偏差±5nm）、厚度和組分均勻性（偏差5）等要求；研究超硬難加工襯底材料表面原子級平坦化（表面粗糙度Ra<0.1 nm）和高效去除（去除速率大于6 m/h）方法，解決襯底材料的平坦化難題。 針對這些難點，設置三方面研究內容： 1） 大尺寸同質襯底生成及缺陷控制原理與裝備實現(xiàn)建立適用于HVPE快速生長非平衡態(tài)體系的熱力學過程和動力學生長模型，考慮化學反應及反應副產物等動力學因素，并利用此模型對外延膜表面

4、的形核、長大及聚結進行深入分析；在反應腔尺寸放大條件下，進行流場溫度場均勻性設計，實現(xiàn)GaN厚膜厚度均勻性和晶體質量均勻性控制；研究自支撐GaN厚膜HVPE的生長動力學特性，探索晶格失配、熱失配、形核與聚結等對厚膜應力生成和積聚的影響規(guī)律，尋找降低或阻斷應力和缺陷生成的方法，建立三維應力模型；為解決晶體生長過程中不同沉積速率與反應腔噴頭、流量控制精度的匹配，減少多工作點不匹配造成的缺陷增多問題，構建由高溫工藝腔聯(lián)接的多腔分步反應腔系統(tǒng)，以高效率批量獲得高質量GaN襯底。擬研究以下五部分內容： （1）HVPE生長非平衡態(tài)體系的動力學生長模型及三維應力模型； （2）反應腔尺寸放大條件下的均勻流場溫

5、度場設計； （3）GaN厚膜厚度均勻性和晶體質量均勻性控制理論； （4）應力和缺陷生成機理及其降低或阻斷的方法； （5）多腔分步HVPE原理、裝置及工藝實現(xiàn)。2） 超硬襯底低缺陷、高效去除平坦化新原理與裝備實現(xiàn) 目前，為了提高LED發(fā)光效率，降低成本，對藍寶石、SiC及GaN等LED襯底材料表面平整度、粗糙度以及材料去除速率等提出了更高的要求，其中對表面粗糙度的要求更是接近了物理極限值，對難加工襯底材料表面平坦化提出挑戰(zhàn)。針對LED襯底晶圓平坦化，引入極小納米粒子與接觸催化原理相結合的思路，通過探索平坦化中晶圓表面材料的接觸催化行為、材料去除機制與平坦化原理，實現(xiàn)難加工材料快速去除和高效平坦化

6、；同時，通過探索極小納米粒子行為、粒子粒度變化過程中材料去除機制的演變規(guī)律、平坦化過程中原子級去除機制，降低微缺陷，實現(xiàn)近極限光滑表面制造。擬研究以下五部分內容： （1）基于接觸催化原理的高效平坦化方法； （2）超硬難加工襯底材料的原子尺度去除機制； （3）平坦化中界面行為與損傷控制； （4）基于催化原理的平坦化原理裝置及工藝實現(xiàn)； （5）探索GaN襯底制備中的表面平坦化原理。 3）MOCVD新型反應腔設計、LED缺陷抑制和量子效率調控 針對220 lm/W發(fā)光效率、6吋及以上外延晶圓的跨尺度（宏微納亞納米）制造技術和MOCVD核心裝備，探索多場（流場、溫度場、化學場、濃度場等）耦合下反應腔的

7、幾何構造和氣體輸運方式與工藝參數的關系，以解決外延生長中膜厚和組分均勻性、波長一致性和生長可重復性難題，探索出大尺寸多片晶圓MOCVD反應腔設計新原理。揭示大尺寸晶圓外延生長中缺陷形成與抑制機理，建立外延生長缺陷與LED內量子效率的本構關系及芯片制造中的缺陷(如晶圓剝離損傷、裂紋、翹曲、鍵合界面的空洞等)與LED出光效率的本構關系，并解決自生長微納結構透明電極制造與芯片閾值電壓控制等難題，實現(xiàn)大尺寸LED外延片和高效大功率LED芯片制備。主要研究內容： （1）大尺寸MOCVD反應腔設計仿真與實現(xiàn)； （2）大尺寸晶圓外延生長中的缺陷演變機理及控制； （3）LED發(fā)光復合機制與量子效率調控； （4

8、）晶圓片剝離/鍵合界面制造工藝與損傷控制； （5）表面微納結構透明薄膜電極制造和運用表面粗化以提高出光效率。 科學問題二 超快響應執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合機制及精確控制 隨著LED封裝向高效、高品質、高良率方向發(fā)展，基于高速輕柔接觸的引線鍵合和噴射粉膠光介質的點膠將成為220 lm/W及以上白光LED器件封裝的主流趨勢之一。針對大功率LED器件對光效提升和封裝成本控制的雙重要求，LED芯片尺寸將增加到2×2mm2以上，對應的封裝尺寸增加到5×5mm2以上，熒光粉膠層厚度小于70m，透明電極厚度降低到300nm以下，膠滴尺寸和一致性要求將進一步提高，鍵合力窗口進一步縮小，這對現(xiàn)有的

9、噴射點膠方法和引線鍵合技術提出了一系列挑戰(zhàn)。相應的技術難點是：噴射點膠噴針如何在瞬時短行程內克服超大粘性阻力（）和表面張力的影響，以大于80g的超高加速度運動，實現(xiàn)納升級（50納升）微滴噴出，并且點膠速度達到8點/秒？如何設計與優(yōu)化輕柔機構的構型與結構并實現(xiàn)短行程高速運動下的柔性接觸精準控制，使加速度達到15g以上，接觸力<10克？如何綜合考慮機構變形、芯片厚度等不確定因素影響的運動控制平滑切換？ 需要解決的科學問題具體內涵為：高粘性流體的微滴形成機理；噴針高加速度運動下的膠體剪切稀化效應；高加速度復合運動下的輕柔鍵合機理以及執(zhí)行系統(tǒng)的多參數耦合設計原理。針對上述問題，主要研究：封裝裝備

10、執(zhí)行系統(tǒng)的多參數耦合設計及高加速度復合運動生成噴針高加速度運動（>80g）是實現(xiàn)高粘度（>5Pa.s）熒光粉硅膠噴射的關鍵，受到驅動系統(tǒng)機電特性、功能材料非線性滯回特性、噴針與運動放大機構機械特性，以及它們之間的延遲、誤差串聯(lián)放大影響，且各種影響因素之間存在靜態(tài)與動態(tài)的關聯(lián)耦合；此外，在高速運動條件下對硬脆LED焊盤及電極層進行引線鍵合，對鍵合設計及其輕柔接觸力控制提出了新挑戰(zhàn)。為滿足高粘度粉膠大面積高一致涂覆和高速輕柔鍵合的特殊要求，需要建立與分析復雜能場耦合作用下的噴針運動動力學模型，探索熱、摩擦、變形、熒光粉硅膠阻尼等各種因素對噴針運動及鍵合過程的非線性影響機理，設計基于功能

11、材料的新型驅動系統(tǒng)及控制器；研究機構幾何、結構和控制參數的綜合優(yōu)化與精確控制方法，實現(xiàn)核心系統(tǒng)的高加速度復合運動生成。主要研究內容如下： （1） 粉膠兩相光介質流變特性和納升級微滴形成機制；（2）噴針超高加速度驅動新原理及新系統(tǒng)；（3）高速噴膠閥的多場耦合設計與高速噴膠工藝研究；（4）高速輕柔鍵合機構構型與綜合優(yōu)化設計理論；（5）高速鍵合過程力位切換與柔性接觸精確控制。 科學問題三 LED器件熱流控制機制與可靠性制約因素耦合規(guī)律 LED的理想預期壽命超過10 萬小時，但目前其實際壽命與之相距甚遠，主要在于制造過程中制約壽命的因素復雜，且存在使用環(huán)境中眾多因素的復合影響，而正常應力下的壽命試驗耗

12、時過長，很難對它的壽命和可靠性及時做出客觀評價；同時直接影響大功率LED器件光效和壽命的重要因素是控制結溫和有效散熱。其中的技術難點是：高效的熱流輸運系統(tǒng)跨尺度集成設計與制造，建立復合過應力加速壽命試驗方法。 需要解決的科學問題具體為：基于微納結構的微流控熱流輸運機制，多因素復合過應力耦合規(guī)律及其對LED失效的關聯(lián)機制。 針對上述難點，設置以下研究內容： 1）跨尺度熱輸運系統(tǒng)集成制造及LED精簡熱模型 LED散熱系統(tǒng)采用跨尺度集成制造，熱量在熱管中的傳輸特性、液體在具有表面納米結構環(huán)境中的流動規(guī)律、氣體凝結特性等會由于器件中的關鍵結構進入微米甚至納米尺度后顯現(xiàn)出與常規(guī)熱管不同，這對LED器件的

13、散熱有重要影響。研究中將結合表面能分析，建立微熱管熱量輸運模型，依據氣液兩相流原理研究微熱管管壁表面能與工質循環(huán)流動特性的關系；研究微熱管表面制造微納結構前后，工質與壁面的接觸角和親/疏水性的變化規(guī)律；研究熱量在微流場特定的微納尺度效應和氣液兩相流影響下的輸運規(guī)律。 研究表面微納結構對熱管工質的毛細牽引力的影響規(guī)律，獲得基于熱力學優(yōu)化和拓撲優(yōu)化的導熱通道網絡優(yōu)化設計方法；融合微納制造和表面改性等技術，建立跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造工藝，為大功率LED器件的制造提供理論與技術支撐。 針對大功率LED器件封裝熱阻小于6/W，穩(wěn)定后的結溫溫升小于20等挑戰(zhàn)，研究LED封裝的熱阻計算體系，建立L

14、ED封裝和應用的精簡熱模型（CTM），獲得系統(tǒng)熱阻值的解析解和評價LED封裝產品熱性能的方法，提出基于蒸汽腔的均熱基板方法，解決局部溫度場梯度過陡的問題。精簡熱模型（CTM）的優(yōu)點在于在選定節(jié)點(如結合面、外殼、頂部、底部和焊點)上精確預測封裝的溫度，比詳細模型的計算效率更高。研究內容如下： （1）建立從芯片至環(huán)境的傳熱/散熱模型，形成封裝結構熱特性的評價依據； （2）溫度梯度劇烈變化形成機制與抑制措施； （3）提高熱量輸運效率的微熱管設計與制造； （4）跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造。 2）LED復合過應力加速壽命試驗方法及可靠性制約因素耦合規(guī)律 針對常規(guī)應力下的壽命試驗及測試方法很難對器

15、件的壽命和可靠性及時做出客觀評價的狀況，通過建立基于多因素（電流、溫度、濕度、振動、高低溫沖擊等）復合過應力加速壽命試驗方法,建立相應的試驗測試系統(tǒng)，開展LED器件加速壽命試驗研究，結合非線性建模仿真，建立LED器件可靠性快速準確評估方法；揭示制造過程（工藝）多參數與LED器件可靠性的關聯(lián)機制，建立動態(tài)環(huán)境（溫度、濕度等）下的應力應變、光學、熱學、電學特性的數據庫系統(tǒng)，為大功率LED器件的高品質制造提供優(yōu)化的加速壽命試驗和測試方法、儀器裝備及基礎數據。可靠性實現(xiàn)6000小時室溫下額定電流光衰3.5%。研究內容如下： （1） LED器件復合過應力加速壽命試驗方法；（2）LED器件多參數復合過應力

16、加速壽命試驗及測試系統(tǒng)； （3）多因素耦合作用制約可靠性機制； （4）關鍵制造過程與LED器件可靠性的關聯(lián)機制；（5）LED器件可靠性快速準確評估方法。 二、預期目標1、總體目標面向220 lm/W的高性能高可靠的LED制造，揭示LED發(fā)光效率、可靠性與制造缺陷及制造因素的關聯(lián)規(guī)律，建立新原理裝備、新方法，突破關鍵技術瓶頸，造就一批從事該領域前沿科學研究的高科技人才，奠定支撐新一代LED制造技術和產業(yè)發(fā)展的理論和技術基礎，為我國在LED制造裝備領域實現(xiàn)跨越式發(fā)展，成為國際LED制造的主要生產和創(chuàng)新中心提供支撐。2、 五年預期目標第一方面：理論研究 通過研究，建立面向發(fā)光效率220 lm/W及以

17、上的LED制造工藝與裝備理論體系，爭取在以下方面取得突破性進展：（1）融合GaN反應生長動力學、缺陷動力學和熱力學基本規(guī)律，建立反應腔結構與能場的設計與控制理論； （2）揭示大尺寸襯底晶圓中缺陷形成、演化、分布規(guī)律，提出襯底中缺陷的精確控制方法；揭示大尺寸超硬襯底晶圓平坦化中微缺陷形成機制，提出原子級光滑表面高效制造的精確控制方法；揭示大尺寸GaN襯底和外延生長中缺陷控制機理及量子效率調控機制，提出制造大尺寸多片LED晶圓的HVPE、MOCVD反應腔設計理論；提出多腔分步HVPE系統(tǒng)結構。 （3）揭示LED封裝中噴射點膠與引線鍵合的多場耦合作用規(guī)律、粉膠兩相光介質微滴形成機制和高速復合運動切換

18、下輕柔鍵合機理，提出超快（0.8 ms）響應執(zhí)行系統(tǒng)精確控制方法。 （4）揭示LED散熱系統(tǒng)中微熱管表面微納結構對工質毛細牽引力的影響規(guī)律和微流控熱輸運機理，提出跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板集成的設計與制造方法；建立LED封裝和應用的精簡熱模型（CTM），獲得系統(tǒng)熱阻值的解析解。 （5）建立復合過應力加速壽命試驗方法及試驗系統(tǒng)；揭示主要復合參數與LED器件失效的機理和耦合關系，以及與關鍵制造過程的關聯(lián)機制；提出復合因素LED器件可靠性評估方法。 第二方面：技術成果 通過本項目研究，在下列若干關鍵技術上取得有自主知識產權的創(chuàng)新成果，建立我國高性能LED制造工藝與裝備關鍵技術平臺。 （1）研制出多片（1

19、1片）、適用于量產的高平均生長速率HVPE原理裝置，實現(xiàn)GaN同質襯底位錯密度<5×106 /cm2； （2）研制出大尺寸（6吋）MOCVD原理裝置； （3）研發(fā)出超硬材料高效去除（去除速率大于6m/h）、原子級光滑表面平坦化技術及原理裝置； （4） 研制出高速噴射點膠原理裝置，實現(xiàn)硅膠與硅膠類粉膠兩相光介質最小微滴體積<50納升、噴射速度8點/秒； （5）研制出高速輕柔鍵合原型機，實現(xiàn)高加速度（>15g）、微接觸力（<10克）的柔性鍵合； （6）研制出多因素（電流、溫度、濕度、振動、高低溫沖擊等）加載的復合過應力加速壽命試驗系統(tǒng)原型機；（7）形成微熱管和微流

20、控熱量輸運系統(tǒng)跨尺度集成制造工藝，實現(xiàn)封裝熱阻小于6 /W，穩(wěn)定后的結溫溫升小于20； 通過完成以上指標，為我國高性能LED核心制造裝備與技術，提供可以工業(yè)應用的原型。為光效220 lm/W，可靠性達到6000小時光衰3.5%的大功率白光LED器件制造提供支撐。本項目研究過程中，在學術權威刊物上發(fā)表高質量論文150篇以上，專著1部以上，申請專利或軟件著作權登記100件以上。培養(yǎng)一批在LED制造領域學術思想活躍、創(chuàng)新能力突出、高水平研究人才隊伍，包括博士后、博士和碩士100名以上。三、研究方案1 學術思路 本項目的整體學術思路分為四個層次：1） 將高光效、高可靠的LED制造的核心問題歸結為低缺陷

21、制造，必須從基礎問題入手解決低缺陷制造難題，所面臨的科學挑戰(zhàn)是： LED 晶圓制造中缺陷形成機理以及與內外量子效率和光衰的關系規(guī)律，LED 失效機理、缺陷演化規(guī)律及其與制造因素的關聯(lián)性。針對LED制造和裝備瓶頸，將面臨5個方面的技術挑戰(zhàn)：超低缺陷密度晶圓制造；超硬、難加工材料的原子級光滑表面實現(xiàn)；納升級高粘性流體高速運動精確控制；跨尺度微熱管制造及低熱阻封裝；多因素復合過應力作用下的LED加速壽命試驗方法。2）在此基礎上集中解決3個關鍵科學問題：大尺寸LED晶圓制造中影響光效、光衰的主要缺陷形成機理及抑制；超快響應執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合機制及精確控制；LED器件熱流控制機制與可靠性制約因素耦合規(guī)律

22、。3）基于多學科交叉，運用先進理論方法和實驗技術探索LED制造與裝備新原理，豐富和完善LED裝備制造的理論體系。4）研發(fā)具有自主知識產權的關鍵技術和原理裝置，突破面向220 lm/W的高性能高可靠LED制造瓶頸。 整個學術思路體現(xiàn)為科學問題與關鍵技術緊密結合，以提高品質、規(guī)避缺陷為目標，研究影響光效、光衰的主要缺陷形成、演化機理以及與器件性能、可靠性和制造設備的關系，實現(xiàn)缺陷抑制，突出低成本可制造性。2 技術路線 （1）目前MOCVD設備只從反應氣體流動和傳熱角度，僅考慮GaN生長的熱力學要求，沒有綜合考慮GaN生長動力學和缺陷動力學的條件，難以維持穩(wěn)定均勻的生長，導致缺陷。缺陷主要是生長速率

23、不均所致。實驗發(fā)現(xiàn)，在上千度高溫腔內，各點溫度相差5，缺陷密度可相差10-100倍。而溫度場、流場、壓力場等與生長速率耦合相關，這些場都是非線性時空系統(tǒng)。因此，要建立GaN生長速率與能量場之間的動態(tài)關聯(lián)以及能量場與控制參數、運行參數之間的動態(tài)關聯(lián)，建立考慮反應生長動力學及缺陷動力學的能量場控制模型，優(yōu)化反應腔結構參數，精確調控運行變量，實現(xiàn)均勻生長，降低缺陷。通過時空分離方法，進行多目標結構設計和多變量控制，產生穩(wěn)定生長所需要的均勻場，實現(xiàn)缺陷密度小于5×106 /cm2 的目標。反應腔（MOCVD、HVPE）的優(yōu)化設計和控制示意如下：（2）構建多腔分步HVPE系統(tǒng)。為提高綜合效率，

24、采用多腔分步HVPE系統(tǒng)的技術路線，即將原本在同一腔中實現(xiàn)20-800m/h沉積速率的不同步驟分解到多個不同沉積速率反應腔中，并以高溫工藝腔相聯(lián)接，解決晶體生長過程中不同沉積速率與反應腔噴頭、流量控制精度等匹配問題，以高效率批量獲得高質量GaN襯底。其中高溫工藝腔還可用于未來HVPE與MOCVD的工藝聯(lián)接。多腔分步HVPE系統(tǒng)如下圖所示：成核反應預生長反應生長反應高溫連接保護氣體 600-800100m/h 900-11002m/h 600-1100500m/h 800-1100反應腔1反應腔2反應腔3高溫腔（3）以接觸催化與極小納米粒子相結合的方法實現(xiàn)超硬材料的原子級光滑表面高效平坦化。將催

25、化原理引入到超硬材料的化學機械平坦化中，利用接觸區(qū)催化劑對化學反應的促進作用，提高材料的去除速率；在平坦化中引入極小納米粒子，從而實現(xiàn)材料的原子級去除，同時減小平坦化過程中超硬材料界面的損傷和缺陷。針對多腔分步HVPE系統(tǒng)方案，探索實現(xiàn)GaN膜表面平坦化的方法。（4）通過異質界面納米薄層插入、周期性摻雜等手段，抑制外延生長缺陷和實現(xiàn)量子效率調控。利用多波長測溫以實現(xiàn)溫度的精確測量和智能控制，利用原位的光學光譜來測量反應劑氣流分配狀況，通過建立智能反饋系統(tǒng)以精確調節(jié)反應劑氣流分配，實現(xiàn)均勻生長。 （5）導致 GaN基LED外量子效率不高的原因很大程度上在于氮化物外延層和空氣的反射系數差異較大導致

26、的全反射問題。 GaN和空氣的反射系數分別是 2.5 和 1，在 InGaN-GaN 活性區(qū)產生的光能夠傳播出去的臨界角約為 23° 。這大大限制了 GaN 基發(fā)光二極管的外量子效率。若無其他出光結構，則從有源區(qū)發(fā)射的光子只有不到1/6 可由LED 芯片上表面出射。擬定量分析表面微納結構的形狀和尺寸對表面出光效率的影響，通過建模仿真和實際芯片制造相結合優(yōu)化芯片的幾何形狀，改善器件側壁出光效率；研究新型LED 電極（ZnO、石墨?。┑纳L機制，獲得形成表面特征微結構方法，以降低缺陷、優(yōu)化制造工序和降低大規(guī)模制造成本；提高出光效率的微結構設計還適用于器件的二次光學設計的表面粗化，以提高L

27、ED 的光效。 （6）運用功能材料驅動，實現(xiàn)高粘度光介質納升級微滴噴出；運用輕柔機構和集成控制方法，實現(xiàn)高速輕柔鍵合?；诹黧w動力學和高速攝像方法，建立高粘度微滴形成模型，優(yōu)化流道和溫度場等參數，運用功能材料及放大機構驅動噴針超高加速運動，實現(xiàn)納升級微滴噴出；研究輕柔并聯(lián)機構的構型和綜合優(yōu)化方法，建立高加速復合運動過程運動切換的動態(tài)模型，實現(xiàn)高速柔性微力控制。 （7）建立LED 精簡熱模型（CTM），實現(xiàn)跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造。依據導熱微分方程，結合LED 封裝界面特性，建立LED 封裝和應用的精簡熱模型（CTM），獲得系統(tǒng)熱阻值的解析解并形成熱性能評價方法；基于蒸汽腔均熱基板方法以

28、抑制局部溫度場梯度過陡；研究基于表面微納結構的微熱管高效傳熱機理和微流控熱量輸運機制，形成面向熱輸運的微流控器件設計方法，實現(xiàn)跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造技術。集成熱板的工藝充分考慮可批量制造性。（8）基于多因素復合過應力加速壽命試驗建立可靠性快速準確評估方法。分析LED器件失效方式和影響工藝，探索其失效機制；建立基于多因素（電流、溫度、濕度、振動、高低溫沖擊等）復合過應力加速壽命試驗方法的LED器件加速壽命測試系統(tǒng)，結合非線性建模仿真，建立LED器件可靠性快速準確評估方法。揭示制造過程（工藝）多參數與LED器件可靠性的關聯(lián)機制，揭示部件失效對整體失效的關聯(lián)關系。3 重大突破的可行性 本項

29、目研究旨在突破制約LED照明取代傳統(tǒng)照明的制造瓶頸，面向未來LED制造的技術路線，發(fā)展先進LED制造新原理與新方法，并建立LED制造裝備的新理論。 實現(xiàn)重大突破在項目研究的技術路線上是可行的。在襯底制造方面，采用可控多組分氣流輸運方法、多腔分步HVPE系統(tǒng)和基于接觸催化等原理，實現(xiàn)晶圓表面的層流和同質外延襯底極低缺陷生長；在LED外延和芯片制造方面，揭示外延生長中表面、異質界面質量輸運行為和應變、應力及缺陷演變規(guī)律，并獲得自生長電極表面微結構，提高LED光效；在封裝核心執(zhí)行系統(tǒng)等方面，通過柔性并聯(lián)機構的設計與控制集成實現(xiàn)高速輕柔鍵合，通過新型功能材料實現(xiàn)高粘度兩相介質的微滴噴射；在熱管理和可靠

30、性方面，通過建立LED封裝和應用精簡熱模型(CTM)，獲得系統(tǒng)熱阻值的解析解并形成熱性能評價工具，通過表面微納結構和微流控輸運，基于熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造，實現(xiàn)高熱流密度散熱；通過建立多因素復合過應力加速試驗方法和相應的加速可靠性測試系統(tǒng)，結合非線性建模仿真，建立LED器件可靠性快速準確評估方法。以上路線均有科學依據和實踐基礎。 為面向220 lm/W及以上大功率白光LED器件的制造提供支撐的目標是可行的。目前國內水平為110 lm/W，本項目使用同質襯底及外延新工藝可提高光效3540%，透明電極可提高光效1015%，封裝及表面粗化可提高光效2530%，散熱等可提高光效1316%。總預計可

31、提升光效110%-143%。 實現(xiàn)重大突破在團隊的能力上是可行的。研究團隊成員單位已在該領域具備堅實的研究基礎和相應的關鍵實驗手段，并與LED產業(yè)界建立了密切的合作關系，前期研究基礎雄厚，積累豐富。如深圳清華大學研究院、清華大學已經實現(xiàn)了2吋藍寶石襯底晶圓的平坦化實用技術，并有多項實驗測試設備成果；北京大學已實現(xiàn)三片HVPE樣機；華中科技大學已制造出具有知識產權的MOCVD樣機；上海大學實現(xiàn)了GZO與GaN基LED的器件集成制造；中南大學已經設計、制造了電磁驅動的噴膠閥，初步實現(xiàn)了1Pa.s膠體6點/秒的高速噴射；大連理工大學在微納結構集成制造、微納流控技術等方面取得了豐富的成果；廣東工業(yè)大學

32、自主研發(fā)了用于LED封裝的熱超聲引線鍵合機。這些進展為本項目的完成奠定了堅實的基礎。 以上分析表明，本項目通過制造和設備方面創(chuàng)新性研究，探索出大尺寸LED晶圓制造中缺陷形成機理并實現(xiàn)缺陷的有效抑制，突破超快響應執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合機制及精確控制，揭示LED可靠性制約因素耦合規(guī)律與器件熱流控制機制，并研制多腔分步HVPE系統(tǒng)、大尺寸多片MOCVD反應腔以及復合過應力加速壽命試驗和測試系統(tǒng)是完全可能的。4 創(chuàng)新點 1、將HVPE與MOCVD的優(yōu)勢相結合，提出多腔分步生長工藝原理，提高同質襯底的制造品質和效率；2、融合GaN反應生長動力學、缺陷動力學和熱力學的基本規(guī)律，通過時空分離方法，實現(xiàn)結構與能場

33、的多目標優(yōu)化設計與控制；3、建立接觸催化的高效原子級平坦化新方法； 4、構建功能材料驅動的快速響應機構，實現(xiàn)高粘度納升級微滴噴射；5、建立復合過應力加速壽命試驗方法。5 課題設置課題1 ： 大尺寸同質襯底生成及缺陷控制原理與裝備實現(xiàn) 研究目標： 研究非平衡快速生長動力學過程，建立大尺寸多片反應腔結構中的多場耦合模型，實現(xiàn)11片系統(tǒng)低應力和低位錯密度的GaN自支撐襯底的實用化HVPE制備，并為更大尺寸反應腔設計提供理論基礎；晶圓厚度偏差<±5%，位錯密度<5×106 /cm2；探索由高溫工藝腔聯(lián)接的多腔分步HVPE原理及實現(xiàn)方法。 研究內容： （1） HVPE生長

34、非平衡態(tài)體系的動力學生長模型及三維應力模型 運用分子動力學分析方法，建立以溫度場和流場為主的晶體生長模型，研究壓力及濃度對生長模型的影響，從動力學角度研究缺陷的產生和演化機理，抑制缺陷的產生與演化；建立三維應力模型，揭示缺陷與應力之間的相互關系。研究HVPE低成本制備復合襯底(GaN/藍寶石)方法，探索廣義同質外延。（2） 大尺寸反應腔流場與溫度場均勻性設計 研究反應腔尺寸對溫度場的影響，采用逐步優(yōu)化的方法，實現(xiàn)溫場的均勻性控制；在此基礎上進一步優(yōu)化反應腔噴頭設計，實現(xiàn)大尺寸流場的均勻性控制，提出大尺寸反應腔的設計及優(yōu)化方法。 （3） GaN厚膜厚度均勻性和晶體質量均勻性控制 研究特定溫度和壓

35、力條件下，反應物濃度、流量和配比對生長區(qū)域化學反應速率分布的影響；控制噴頭附近反應物濃度的分布，抑制預反應及副反應的產生，揭示生長工藝參數與晶體質量的內在關系，實現(xiàn)GaN高速均勻生長及晶體質量的均勻性控制。 （4） 降低或阻斷應力和缺陷生成的方法 通過插入應力缺陷調節(jié)層，探索降低或阻斷應力和缺陷生成的方法；研究插入調節(jié)層后缺陷產生和演化機理，實現(xiàn)降低應力和減少缺陷的目標。 （5） 多腔分步HVPE原理裝置及工藝實現(xiàn) 利用由高溫工藝腔聯(lián)接的多個不同沉積速率反應腔系統(tǒng)設計，使晶體生長過程中不同沉積速率與反應腔噴頭、流量控制精度相匹配，以實現(xiàn)低缺陷密度控制并批量獲得高質量GaN襯底。結合反應腔的設計

36、，研究適用于大尺寸高速生長的新型反應源及配套大容量長周期使用的尾氣處理控制技術，突破反應源容量和尾氣管路封堵對單次生長厚度的限制，實現(xiàn)大尺寸厚膜的生長工藝。 經費比例： 18% 承擔單位： 北京大學、深圳清華大學研究院 課題負責人： 童玉珍 學術骨干： 段慧玲、敬剛、劉鵬、王德保課題2 ：超硬襯底低缺陷、高效去除平坦化新原理與裝備實現(xiàn) 研究目標： 根據LED芯片制造對襯底晶圓高效率平坦化和近極限光滑表面質量的極高要求，以及晶圓材料（藍寶石、碳化硅、氮化鎵等）高化學穩(wěn)定性、高硬度、難加工的特性，在已有化學機械拋光研究的基礎上，提出基于接觸催化原理和極小納米拋光粒子相結合以實現(xiàn)LED襯底晶圓高效、

37、原子級光滑表面的平坦化原理與技術，通過研制和運用具有催化作用拋光墊和拋光粒子以及極小納米拋光粒子，研究超硬、難加工襯底晶圓材料高效、原子級去除機理與方法，探索下一代LED芯片制造中襯底材料高效去除、原子級光滑表面平坦化的有效方法和途徑。 研究內容： （1） 基于接觸催化原理的高效平坦化方法 研制基于接觸催化原理的拋光墊、拋光粒子，對其物理、化學性質進行表征；研究基于接觸催化的平坦化體系中難加工材料的催化反應效應，探索催化活性拋光墊、復合拋光粒子對襯底材料的催化作用規(guī)律；研究平坦化中機械摩擦、化學反應、溫度變化與襯底材料接觸催化作用的關系規(guī)律，揭示襯底材料快速去除機理和高效平坦化方法。 （2）

38、超硬、難加工襯底材料的原子尺度去除機制 在平坦化中引入尺度為幾納米甚至1 納米的極小納米粒子作為磨粒，其作用于材料表面的深度為原子量級；研究平坦化中極小納米粒子的行為規(guī)律與作用機制，揭示表面間的摩擦化學和機械的耦合作用對原子尺度材料去除的影響，實現(xiàn)晶圓表面原子級尺度去除。 （3）平坦化中界面行為與損傷控制 研究平坦化中加工表面間納米固體顆粒的運動規(guī)律和納米二相流的流動規(guī)律，研究環(huán)境溫度、下壓力、表面相互運動速度等因素對表面去除速率和表面質量的影響，探討平坦化過程中的缺陷產生機理及其控制方法。 （4）基于催化原理的平坦化原理裝置及工藝實現(xiàn) 進行基于接觸催化機制的平坦化原理裝置的設計、制造；研究平

39、坦化參量（壓力、轉速、溫度等）與材料去除速率、表面質量等的關系規(guī)律，并結合拋光墊、拋光液優(yōu)化，獲得化學與機械作用均衡的平坦化工藝。 （5）探索GaN襯底制備中表面平坦化原理 探索GaN襯底材料去除機制；研究平坦化中磨料性質、壓力、溫度等工藝參量與材料去除速率、表面性質之間的關系規(guī)律，實現(xiàn)GaN表面平坦化。 經費比例： 14% 承擔單位： 深圳清華大學研究院、清華大學 課題負責人： 潘國順 學術骨干： 溫詩鑄、路新春、李屹 課題3 ： MOCVD新型反應腔設計、LED缺陷抑制和量子效率調控 研究目標： 面向220 lm/W及以上的高光效高可靠LED制造技術，在反應腔設計方法（原理）上取得重大突破

40、，通過精確建模仿真，建立多場（流場、溫度場、化學場、濃度場等）耦合下MOCVD反應腔的幾何構造、氣體輸運方式與三性問題（均勻性、一致性、重復性）的本構關系，并應用于大尺寸、多片、高性價比的反應腔原理裝置制造之中，通過原理裝置的生長試驗，獲取大尺寸晶圓外延生長工藝參數以優(yōu)化反應腔設計；揭示大尺寸晶圓外延生長中的缺陷控制機理及LED量子效率衰減的物理機制，探索晶圓剝離/鍵合制造工藝和新型透明電極制造方法以改善LED出光效率和控制LED閾值電壓，為實現(xiàn)MOCVD反應腔和高性能LED外延芯片制造提供理論依據與技術參考。 研究內容： （1）大尺寸多晶圓MOCVD反應腔設計仿真與實現(xiàn) 通過精確建模仿真，研

41、究多場耦合環(huán)境下反應腔的幾何構造、氣體輸運方式與工藝參數的關系，解決外延生長中厚度均勻性、波長一致性和生長可重復性等問題，獲取反應腔設計的理論依據，通過原理裝置生長試驗，改進反應腔設計，并提出腔體尺寸可擴展的設計方法（原理），建立溫度和反應劑氣流分配智能控制和調節(jié)機構，同時建立與大尺寸多晶圓反應腔相匹配的裝卸片快速導入機構及相應工藝。 （2）大尺寸晶圓外延生長中的缺陷演變機理及控制 通過分子動力學等模擬分析方法，建立包括流場、壓力場、溫度場和濃度場等物理場耦合的外延生長模型，系統(tǒng)研究不同尺度下外延生長的熱力學和動力學過程，揭示外延生長中尺寸效應、變形、應力和缺陷與表面、界面的相互作用及其規(guī)律，

42、剖析生長界面原子排列，研究大尺寸外延生長中的缺陷抑制機理，揭示生長缺陷與LED內量子效率衰減的內在聯(lián)系，實現(xiàn)低缺陷密度、大尺寸、優(yōu)質LED晶圓制造。 （3）LED發(fā)光復合機制與量子效率調控研究LED量子阱的發(fā)光特性與載流子的復合動力學，揭示缺陷、組分、摻雜、阱寬、量子限制效應、應力誘導內電場與內量子效率的相關性；深入研究大電流下的量子效率衰減的物理機制，探索LED量子效率調控的新途徑。 （4）表面微納結構透明薄膜電極制造和運用表面粗化以提高出光效率研究大尺寸GaN基 LED表面的新型透明薄膜電極（ZnO、石墨?。┥L機理；通過表面化學處理、界面納米調控等手段實現(xiàn)高性能LED芯片電極制備，明確新

43、型電極材料與p-GaN的歐姆接觸機制；探索LED薄膜電極表面上納米結構自生長方法，以提高LED出光效率，研究表面納米結構特征對表面出光效率的影響。 （5）晶圓剝離/鍵合界面制造工藝與損傷控制 研究芯片制造中襯底剝離過程中的應力、應變行為，揭示剝離過程中缺陷、損傷控制機制，研究溫度場（能量）在剝離界面上的二維分布特性，獲得最佳剝離工藝參數（能量、作用時間、作用深度等），探索不同襯底材料的剝離方法，改善剝離成品率。研究溫度、壓力、能量等工藝參數對界面性能和可靠性的影響，揭示多物理場復合作用下鍵合界面形成機理。 經費比例： 18% 承擔單位： 華中科技大學、上海大學 課題負責人： 甘志銀 學術骨干：

44、 張建華、張鴻海、方海生、李喜峰課題4 ： 封裝裝備執(zhí)行系統(tǒng)的多參數耦合設計及高加速度復合運動生成 研究目標： 揭示粉膠(熒光粉/硅膠)兩相流體在復雜多能場環(huán)境下的微滴形成機理，研究噴針/噴嘴等流道參數對微滴噴出過程的影響規(guī)律，通過新型功能材料實現(xiàn)噴針超高加速運動，提出高粘度粉膠納升微滴噴出新方法；建立力位切換過程的復合控制模型，提出柔性并聯(lián)機構綜合優(yōu)化設計新方法和高速柔性鍵合的集成控制方法。 研究內容： （1）粉膠兩相光介質流變特性和納升級微滴形成機制 研究溫度、剪切速率、熒光粉濃度等對粉膠兩相流體流變特性的影響，及約束空間幾何參數、噴針加速度、供膠壓力、熒光粉沉淀等因素對粉膠流動特性的影響

45、，研究粉膠在噴嘴外的自由流動、膠滴形成及分離規(guī)律，揭示納升級粉膠微滴形成機制。 （2）噴針超高加速度驅動新原理及新系統(tǒng) 研究基于智能材料驅動的噴針超高加速度驅動新原理；研究高剛度、高強度、輕質、高壽命的運動放大機構；研究驅動系統(tǒng)、運動放大機構對噴針運動的影響規(guī)律；設計噴針驅動新系統(tǒng)，實現(xiàn)噴針的超高加速度運動。 （3）高速噴膠閥的多場耦合設計與高速噴膠工藝研究 建立高速噴射點膠閥的全過程、多參數耦合模型，研究關鍵參數及其誤差對膠滴噴出、膠量及其一致性的影響規(guī)律；研制基于新驅動原理的高速噴射點膠閥與點膠原理裝置；基于高速攝像系統(tǒng)開展納升級微量粉膠噴射點膠過程的實驗研究，優(yōu)化粉膠噴射點膠系統(tǒng)與工藝，

46、實現(xiàn)粉膠光介質微量噴射點膠。 （4）高速輕柔鍵合機構構型與綜合優(yōu)化設計理論 針對鍵合過程中的力/位控制過程，研究柔性并聯(lián)機構型理論方法、拓撲優(yōu)化方法，分析機構的位形空間與運動特性，建立基于黎曼度量的拓撲結構性能評價指標；建立高速輕柔鍵合機構的構型和控制的綜合優(yōu)化設計框架。（5） 高速鍵合過程力位切換與柔性接觸精確控制 研究柔性并聯(lián)機構在高速力位切換過程的動態(tài)行為和寬頻振動特性；研究高速高加速運動中機構彈性變形、熱變形、芯片厚度不均等不確定因素對鍵合的影響規(guī)律；探索鍵合運動切換過程機構的快速響應機制與變搜索區(qū)間微接觸力的加載規(guī)律，實現(xiàn)高速復合運動機構的柔性精確控制。 經費比例： 20% 承擔單位

47、： 中南大學、廣東工業(yè)大學 課題負責人： 李涵雄 學術骨干： 陳新、鄧圭玲、高健、王福亮、趙翼翔、鄭煜課題5 ： LED精簡熱模型（CTM）及跨尺度熱輸運系統(tǒng)集成 研究目標： 面向大功率LED器件，針對其工作狀況下熱流密度大，結溫穩(wěn)定控制難等問題，研究從芯片至環(huán)境的傳熱/散熱，建立LED封裝和應用的精簡熱模型(CTM)，并形成封裝結構熱特性的評價方法。分析溫度梯度劇烈變化的形成機制并提出基于蒸汽腔均熱基板的抑制措施。研究基于微熱管和微流控技術的熱量輸運機制，實現(xiàn)LED器件的高效、穩(wěn)定的熱流輸運。融合微納制造和表面改性等技術，實現(xiàn)跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造，為未來大功率、高性能LED器件的

48、熱管理和可靠性控制提供理論與技術支撐。 研究內容： （1）建立從芯片至環(huán)境的傳熱/散熱模型，形成封裝結構熱特性的評價依據 大功率LED封裝熱管理涉及界面的接觸熱阻和擴散熱阻。封裝方式、界面的接觸形式、各層材料的特性和相對分布情況都影響著上述熱阻和LED封裝熱管理。依據導熱基本微分方程，結合LED封裝界面特性，推導雙面冷卻擴散熱阻公式，建立LED封裝和應用的精簡熱模型（CTM），獲得系統(tǒng)熱阻值的解析解。 （2）溫度梯度劇烈變化形成機制與抑制措施 劇烈的溫度梯度變化是產生熱應力的原因之一，而溫度梯度的變化和界面處的接觸熱阻、擴散熱阻有著密切的關系，在前述模型基礎上，基于蒸汽腔工作原理，利用銅粉燒結

49、、擴散鍵合和直接銅鍵合陶瓷技術，開發(fā)具有均熱性質的LED基板。 （3）提高熱量輸運效率的微熱管設計與制造 分析結構尺寸、表面特性等對熱交換能力的影響，研究表面微納結構對熱管工質毛細牽引力的影響規(guī)律，建立微熱管壁表面能與工質循環(huán)流動以及熱量輸運特性模型，提高在微流場特定尺度效應下的熱量輸運能力。采用拓撲優(yōu)化的方法，借助數值分析和仿真，使用Conventer WareTM 模擬微通道網絡中的微流體特性，充分考慮重力、粘附力等的影響對其進行熱力學優(yōu)化，設計微通道的散熱架構，形成面向熱量輸運的微流控系統(tǒng)設計方法。 （4）跨尺度熱輸運系統(tǒng)與基板的集成制造 對各個單元相互之間的連接及在LED器件上的集成封

50、裝進行優(yōu)化設計，融合微納制造和表面改性等相關技術，研究微熱管和微流控熱量輸運系統(tǒng)制造中的關鍵工藝。采用跨尺度制造，融合消減和生長方式實現(xiàn)具有不同親、疏水特性表面微納結構的高精度制造。在關鍵制造工藝的基礎上，最終形成熱輸運系統(tǒng)與散熱基板的集成制造工藝。 經費比例： 15% 承擔單位： 大連理工大學、華中科技大學 課題負責人： 王曉東 學術骨干： 羅小兵、羅 怡、王大志、范愛武課題6 ： LED復合過應力加速壽命試驗方法及可靠性制約因素耦合規(guī)律 研究目標： 建立基于多因素（電流、溫度、濕度、振動、高低溫沖擊等）復合的LED器件加速壽命試驗方法和系統(tǒng)，并通過多場（光、熱、電、應力、濕氣等）耦合的可靠

51、性試驗，結合非線性建模仿真，建立LED器件可靠性快速準確評估方法，揭示制造過程（工藝）多參數與LED器件可靠性的關聯(lián)機制，為大功率LED器件的高品質制造提供優(yōu)化的可靠性加速試驗與測試方法、儀器及基礎數據。 研究內容： （1） LED器件復合過應力加速壽命試驗方法 構建基于高溫（熱過應力）、大電流（電過應力）、濕度、振動沖擊、溫度交變沖擊等交替變化參量的加速壽命試驗方法，為多參數集成LED器件加速可靠性試驗及測試系統(tǒng)提供理論依據。（2） LED器件多參數復合過應力加速壽命試驗及測試系統(tǒng) 基于加速老化多參量耦合原理的測試試驗方法，動態(tài)測量光通量、發(fā)光光譜、色溫、顯色指數（照明）、色純度、主波長、峰

52、值波長、光強、配光曲線、電流、電壓、功耗、結溫、熱阻等性能參數，建立具有準確性、重復性、一致性特性的LED器件多參數集成交變可靠性加速試驗和測試系統(tǒng)，從而為研究多因素引發(fā)失效機制及關聯(lián)關系提供基礎數據。 （3）多因素耦合作用制約可靠性機制 在可靠性試驗研究和綜合分析的基礎上，研究多參數耦合同時作用導致LED器件失效的機制，建立多參量發(fā)生作用的耦合關系，探索多因素耦合作用制約可靠性的機制。 （4）關鍵制造過程與LED器件可靠性的關聯(lián)機制 基于復合過應力加速試驗，開展典型LED器件的可靠性與失效機理研究，建立模塊化、系統(tǒng)化失效分析數據庫，著重研究關鍵制造過程（工藝）對器件可靠性的影響；研究LED器

53、件的可靠性與關鍵制造工藝的相互關系，并通過失效機理研究，揭示制造工藝對LED器件失效的作用規(guī)律。 （5）LED器件可靠性快速準確評估方法 通過理論建模，分析各因素的加速因子和耦合加載后的加速因子，開展LED器件可靠性快速準確評估方法研究，推算LED產品在相應服役環(huán)境中的壽命。 經費比例： 15% 承擔單位： 深圳清華大學研究院、深圳市計量質量檢測研究院 課題負責人： 劉 巖 學術骨干： 張超、劉淮源、孫學明 6 課題間關系 根據三個關鍵科學問題和研究內容設置六個課題。課題設置思路及相互關系如下圖所示。課題一：大尺寸同質襯底缺陷控制原理與裝備技術挑戰(zhàn)問題一：大尺寸LED晶圓制造中缺陷形成機理及抑

54、制問題二：超快響應執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合機制及精確控制課題二：超硬、難加工襯底低缺陷、高效平坦化課題三：MOCVD新型反應腔與缺陷抑制課題四：封裝執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合設計課題六：復合過應力加速壽命試驗及可靠性制約因素耦合規(guī)律超硬難加工材料原子級光滑表面超低缺陷密度晶圓制造 跨尺度微熱管制造及低熱阻封裝納升級高粘性流體高速運動控制課題五：跨尺度熱輸運系統(tǒng)集成 制造復合過應力加速壽命試驗問題三：LED器件熱流控制機制與可靠性制約因素耦合規(guī)律科學問題高性能LED制造理論基礎總體目標為高性能LED制造提供理論和技術支撐關鍵技術平臺 針對第一個科學問題，即大尺寸LED晶圓制造中缺陷形成機理及抑制，提出新的制造

55、原理和方法，并通過裝備設計和制造，使新的制造原理和方法得以實現(xiàn)。主要從物理層面入手，將解決重大科學問題與突破關鍵技術瓶頸相結合，為解決LED制造前端三大關鍵問題，即大尺寸同質襯底制備、超硬難加工襯底材料晶圓高效平坦化及外延層缺陷問題提供新的解決方法和技術。因此，設置三個研究課題。 針對科學問題之二，即超快響應執(zhí)行系統(tǒng)多參數耦合機制及精確控制，設置課題四，主要解決超快點膠和高速度鍵合的裝備實現(xiàn)問題。 針對科學問題三，即LED器件熱流控制機制與可靠性制約因素耦合規(guī)律，設置課題五和課題六。主要針對LED制造的普遍共性基礎問題，即熱管理和可靠性問題開展研究，獲得最終產品評價方法和設備，并形成對前二個科學問題研究的反饋。 課題之間的關系是：課題一、課題二和課題三針對LED制造鏈的上游，揭示襯底及外延制造過程缺陷對發(fā)光效率的影響機制和規(guī)律，提出LED制造中缺陷控制的新原理和方法，并建立原理裝置，以實現(xiàn)關鍵技術的突破；課題四針對LED制造鏈的中游，主要解決LED封裝設備中執(zhí)行系統(tǒng)的原理及關鍵技術問題，為實現(xiàn)高性能封裝裝備提供新的途徑；課題五、六以制造鏈下游的最終產品為主要研究對象，同時把之前制造環(huán)節(jié)中的熱問題和可靠性問題的因素加以貫穿研究，并形成對前4個課題的驗證反饋，