led芯片知识
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芯片ledLED芯片是一种利用半导体材料发光的电子元件。
它的全称是Light Emitting Diode(发光二极管),是一种固态光源,具有省电、寿命长、抗震动、响应速度快等优点,在各个领域得到广泛应用。
以下是关于LED芯片的一些介绍,共计1000字。
一、LED芯片的基本原理和组成LED芯片是通过半导体材料在电流的作用下发光的,其基本原理是反向偏置的p-n结通过电流激发而产生光电子复合,能量释放成光,从而产生可见光。
LED芯片主要由以下几个部分组成:1. 硅基背电极:用于提供芯片的电源引线和散热。
2. p型芯片与n型芯片:利用半导体材料形成的p-n结,在电流通过时形成电子-空穴复合,从而产生光。
3. 介质封装层:用于保护芯片、改变光线的出射角度等。
4. 金属电极:用于引出芯片的正负极。
二、LED芯片的优点和应用1. 节能和环保:LED芯片具有高光效、低耗电的特点,相比传统的荧光灯和白炽灯,能够实现更大程度的节能和减少二氧化碳的排放。
2. 寿命长:LED芯片的寿命可达到数万小时,相比传统灯泡的寿命更长,减少了更换灯泡的频率和维护成本。
3. 抗震动:由于LED芯片采用了固态材料,具有较好的耐振性能,不易损坏,适用于各种艰苦环境。
4. 响应速度快:由于LED芯片灯珠体积小,不需要加热启动,具有较快的响应速度,可广泛应用于信号指示等需要快速开关的场合。
5. 设计自由度高:LED芯片的体积小、发光特性稳定,可以设计成各种形状和颜色的发光体,符合不同需求的应用场景。
LED芯片的应用非常广泛,主要包括以下几个领域:1. 照明领域:LED芯片作为节能照明的首选,被广泛应用于室内照明、街道照明、汽车照明等场所。
2. 显示屏领域:LED芯片可制成各种尺寸的点阵组成的LED显示屏,用于广告牌、电子屏、电子显示屏等应用。
3. 车灯领域:由于LED芯片具有快速响应速度和高亮度的特点,被广泛应用于汽车尾灯、车内照明等。
4. 电子器件领域:由于LED芯片具有低电压、小体积、长寿命等优点,被广泛应用于计算机、手机、电视等电子产品中作为指示灯、背光源等。
LED芯片原理分类基础知识大全LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种基于半导体材料的电子元件。
它能够直接将电能转换为可见光,具有体积小、功耗低、寿命长等优点,在各个领域有着广泛的应用。
1. 衬底选择:芯片的衬底通常使用蓝宝石(sapphire)或硅(silicon)材料,其中蓝宝石衬底适用于制造蓝光LED,而硅衬底适用于制造红光、绿光LED。
2.外延生长:将所需材料的薄片逐渐沉积在衬底上,使其逐渐增厚,形成外延层。
3.晶圆切割:将外延层切割成晶圆形状,并进行光洁处理。
4.研磨和腐蚀:通过机械或化学方法对晶圆进行研磨或腐蚀,使其得到一定的光学反射效果。
5.P型和N型制备:在晶圆上制备P型和N型区域,分别通过掺杂方法将其中一侧的材料掺入组别的杂质。
6.金属电极制备:在P型和N型区域上刻蚀金属电极,通过金属电极可以引出电流。
7.芯片测试:对制备完成的LED芯片进行测试,包括亮度、波长、电流和电压等参数的测试。
根据不同的工艺和材料选择,LED芯片的类型可分为以下几种:1.普通LED芯片:制造工艺简单,成本低,适用于一般照明和显示等领域。
2.高亮度LED芯片:通过优化结构和材料,提高亮度和发光效率,适用于显示屏、信号灯等需要高亮度的应用。
3.SMDLED芯片:表面安装技术(SMD)制造的LED芯片,便于焊接和组装,广泛应用于背光源、室内照明等领域。
4.COBLED芯片:芯片上多个小颗粒进行集成,具有高亮度、高可靠性等优点,适用于大功率照明等领域。
5.RGBLED芯片:集成了红、绿、蓝三种颜色的LED芯片,通过不同颜色的组合可以实现多彩的显示效果。
6.UVLED芯片:发射紫外线光的LED芯片,用于紫外线固化、水质检测、杀菌消毒等领域。
总的来说,LED芯片的原理分类涉及到材料选择、制备工艺和应用领域等多个方面,通过不同的工艺和材料选择,可以实现不同功能和性能的LED芯片。
随着科技的进步和人们对绿色环保的追求,LED芯片的研发和应用将会得到更广泛的推广。
LED芯片原理知识大全一览
LED是一种发光二极管。
发光二极管(LED)是一种无源器件,可将电能转换成光能,也可以将光能转换成电能。
LED原理非常简单,它只需将正向电流通过LED元件即可发光。
LED用于非常宽泛的应用场合,比如照明、节能灯具、显示屏、可视报警器、电子仪器和安全系统等,可用作显示器具,也可用作发光源或信号源。
LED芯片的基本原理是在半导体材料中有n极和p极,这两种型号的半导体经过内置元件处理后形成微小的发光单元,并将电能转换成光能,即产生发光现象。
能发出多种颜色的半导体结构有所不同,能发出的颜色也不一样。
LED芯片的结构由三层组成:基板、发光元件和连接层。
基板由绝缘和金属组成,它的作用是将LED封装到电路板,并连接到外部电路。
发光元件是LED的核心,它通常由硅片、金属膜、连接装置、外壳和陶瓷基板组成,发光元件中最重要的是芯片,它将电流转换成可见光,而且它的发光效果取决于它的封装及其布局;连接层由铜线组织而成,其作用是将上述的基板和发光元件连接到外部电路板。
电子元件中的LED芯片是机器可以识别的有用芯片,它可以维护、控制电子设备的运行,具有良好的可靠性和可信度。
LED芯片种类及介绍LED芯片是一种发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的核心组件,广泛应用于照明、显示、通讯和传感等领域。
根据不同的用途和要求,LED芯片有多种不同的种类和类型。
下面将介绍一些常见的LED芯片。
1.普通LED芯片:普通LED芯片是最基本的LED芯片,通常由镓磷化物材料构成。
它们具有低功耗、高亮度、长寿命等优点,广泛用于室内和室外照明、指示灯、面板指示等应用。
普通LED芯片有不同的尺寸和颜色可选。
2.SMDLED芯片:SMD(Surface Mount Device)LED芯片是一种表面贴装封装的LED芯片。
它们通常非常小巧,适合在限空应用中使用,例如电视、手机、平板电脑等显示屏。
SMD LED芯片有多种类型,包括单色、多色和全彩等,可实现各种显示效果。
3.COBLED芯片:COB(Chip on Board)LED芯片是将多个LED芯片连接到同一电路板上,形成一组LED芯片。
它们具有高亮度、高光效和均匀光分布的优点,在照明应用中非常受欢迎,例如室内灯具、车灯和户外照明。
4.UVLED芯片:UV(Ultraviolet)LED芯片是一种可以发出紫外线光的LED芯片。
它们广泛应用于紫外线消毒、紫外线固化、光刻、UV打印等领域。
UVLED芯片有多种波长可选,不同波长的紫外线适用于不同的应用。
5.IRLED芯片:IR(Infrared)LED芯片是一种可以发出红外线光的LED芯片。
它们在遥控器、红外线通信、红外线传感等领域得到广泛应用。
IR LED芯片有不同的波长和功率可选,可以适应不同的应用需求。
6.RGBLED芯片:RGBLED芯片由红、绿、蓝三种颜色的LED芯片组成,可以通过不同的亮度和混色方式来呈现各种颜色。
RGBLED芯片广泛用于彩色显示、舞台灯光、装饰照明等领域。
除了以上介绍的常见LED芯片,还有其他一些特殊类型的LED芯片,如高亮度LED芯片、高功率LED芯片、有机LED芯片等,它们在各自的领域有着特殊的用途和优势。
LED芯片LED芯片是一种光电半导体器件,它的全称是Light-emitting diode,即发光二极管。
LED芯片的主要作用是将电能转换成光能,通过发光产生可见光。
与传统的荧光灯和白炽灯相比,LED芯片具有更高的能效、更长的寿命、更小的体积和更高的耐冲击性。
LED芯片的基本结构包括P型半导体和N型半导体,中间夹着一层P-N结。
当正向电压施加到LED芯片上时,电子会从N型半导体流向P型半导体,而空穴则从P型半导体流向N型半导体,两者在P-N结相遇时会发生复合,产生光能。
根据不同的材料组成,LED芯片可以发出不同的光谱,从红色、绿色到蓝色甚至紫外线。
LED芯片的优点主要体现在以下几个方面:1. 能效高:LED芯片的能效比传统荧光灯和白炽灯更高,转换电能至光能的效率非常高,能够节省能源的消耗。
相同功率下,LED芯片的光亮度要高于其他光源。
2. 长寿命:LED芯片寿命一般可以达到几万个小时以上,远远超过传统灯泡。
这意味着LED产品的使用寿命更长,更节省更换成本。
3. 可调性好:LED芯片的亮度和颜色可以通过外部电流和电压进行调节,具有非常好的可调性。
这使得LED应用非常广泛,可以满足不同场景下的需求。
4. 反应速度快:LED芯片的反应速度非常快,可以迅速达到最大亮度,适合对光亮度要求较高的场景,如电子显示屏和灯光效果等。
5. 尺寸小:LED芯片的尺寸非常小,可以做到非常紧凑的设计,适合集成在各种设备和产品中。
6. 环保节能:LED芯片不含有汞等有害物质,不会对环境产生污染,而且能效高,节约能源,符合可持续发展的要求。
目前,LED芯片已广泛应用于照明、显示、电子产品、交通信号灯、汽车照明等领域,成为一种主流的照明和显示技术。
随着技术的不断进步,LED芯片的亮度、颜色、能效和稳定性不断提高,预计未来LED芯片的应用范围还将进一步扩大。
LED芯片参数范文1.发光效率:LED芯片的光电转换效率通常用光通量来表示,单位为流明/瓦特。
高效率的LED芯片能够将电能转化为光能的效率更高,拥有更高的光通量。
2.光色特性:LED芯片发出的光的色彩可以通过选择不同的材料和添加不同的杂质来调节。
常见的光色有红、绿、蓝、黄等。
LED芯片在制造时通常会指定颜色色温和色坐标,以保证光色的一致性。
3.发光强度:发光强度是指单位立体角内发光的光功率,通常用单位时间内发光的光通量来表示,单位为流明。
发光强度决定了LED光源在不同方向上的亮度,具体数值取决于LED芯片内部结构的设计和光效。
4.色温:色温是指光的色彩相对于黑体光源的冷暖程度,单位为开尔文(K)。
常见的LED芯片有不同的色温等级可供选择,如暖白色、自然白色、冷白色等。
色温的选择在照明设计中非常重要,能够营造出不同的空间氛围。
5.色坐标:色坐标用于描述光源的颜色,在三维坐标系中表示。
通常会使用CIE(国际照明委员会)提供的色差图来标明色坐标,常见的有CIE1931和CIE1976两种色坐标系。
色坐标可以帮助人们精确定位和描述光源的颜色。
6.电压和电流:LED芯片工作时需要提供适当的电压和电流。
通常会有额定电压和电流的参数,以确保LED芯片正常工作并达到预期的光效。
7.光衰特性:LED芯片在使用一段时间后,其发光强度会逐渐衰减,这个现象称为光衰。
光衰对于LED芯片的使用寿命和稳定性有重要影响。
一般来说,优质的LED芯片具有较小的光衰特性。
8.寿命和可靠性:LED芯片的寿命是指其使用时间长短,通常以工作小时数来表示。
LED芯片的可靠性是指其在正常工作条件下的稳定性和可持续性,包括抗振动、抗冲击、耐高温等特性。
9.尺寸和封装:LED芯片的尺寸和封装方式对其应用有重要影响。
常见的封装方式有SMD(表面贴装器件)和COB(芯片级封装)等。
尺寸和封装可以根据具体需求进行选择,以满足不同的应用场景。
10.灯珠数量:LED芯片通常以灯珠数量来衡量其光源的亮度和功率。
芯片相关知识1、LED芯片的制造流程是怎样的?LED芯片制造主要是为了制造有效可靠的低欧姆接触电极,并能满足可接触材料之间最小的压降及提供焊线的压垫,同时尽可能多地出光。
渡膜工艺一般用真空蒸镀方法,其主要在1.33×10?4Pa高真空下,用电阻加热或电子束轰击加热方法使材料熔化,并在低气压下变成金属蒸气沉积在半导体材料表面。
一般所用的P型接触金属包括AuBe、AuZn等合金,N面的接触金属常采用AuGeNi合金。
镀膜后形成的合金层还需要通过光刻工艺将发光区尽可能多地露出来,使留下来的合金层能满足有效可靠的低欧姆接触电极及焊线压垫的要求。
光刻工序结束后还要通过合金化过程,合金化通常是在H2或N2的保护下进行。
合金化的时间和温度通常是根据半导体材料特性与合金炉形式等因素决定。
当然若是蓝绿等芯片电极工艺还要复杂,需增加钝化膜生长、等离子刻蚀工艺等。
2、LED芯片制造工序中,哪些工序对其光电性能有较重要的影响?一般来说,LED外延生产完成之后她的主要电性能已定型,芯片制造不对其产甞核本性改变,但在镀膜、合金化过程中不恰当的条件会造成一些电参数的不良。
比如说合金化温度偏低或偏高都会造成欧姆接触不良,欧姆接触不良是芯片制造中造成正向压降V F偏高的主要原因。
在切割后,如果对芯片边缘进行一些腐蚀工艺,对改善芯片的反向漏电会有较好的帮助。
这是因为用金刚石砂轮刀片切割后,芯片边缘会残留较多的碎屑粉末,这些如果粘在LED芯片的PN结处就会造成漏电,甚至会有击穿现象。
另外,如果芯片表面光刻胶剥离不干净,将会造成正面焊线难与虚焊等情况。
如果是背面也会造成压降偏高。
在芯片生产过程中通过表面粗化、划成倒梯形结构等办法可以提高光强。
3、LED芯片为什么要分成诸如8mil、9 mil、…,13∽22 mil,40 mil 等不同尺寸?尺寸大小对LED光电性能有哪些影响?LED芯片大小根据功率可分为小功率芯片、中功率芯片和大功率芯片。
LED芯片种类及介绍1.蓝光LED芯片:蓝光LED芯片是将电能通过半导体材料中的电流与空穴之间的复合,产生蓝光辐射。
蓝光LED芯片可以通过使用荧光粉转化为其他颜色的光线,如白光、红光、绿光等。
蓝光LED芯片常用于显示屏、汽车车灯、室内照明等领域。
2.白光LED芯片:白光LED芯片是通过蓝光LED芯片与黄光荧光粉的混合,将蓝光与黄光叠加在一起,形成白光。
白光LED芯片具有高亮度、低功耗的特点,广泛应用于室内和室外照明,以及液晶显示屏背光源等领域。
3.RGBLED芯片:RGBLED芯片是由红、绿、蓝三种颜色的LED芯片组成,分别通过不同的亮度协调混合在一起,可以形成多种颜色的光线。
RGBLED芯片广泛应用于室内和室外的装饰照明、显示屏和舞台照明等领域。
4.柔性LED芯片:柔性LED芯片是一种可以在柔性基材上制作的LED芯片,它具有极高的可弯曲性和可塑性,可以实现很多特殊形状的灯具设计,如弯曲、卷曲等。
柔性LED芯片适用于各种照明装饰设计,如建筑立面照明、天花板照明等。
5.COBLED芯片:COBLED芯片是将多个LED芯片集成在一个芯片上,形成一个整体光源。
COB芯片具有高亮度、均匀光线分布和较高的发光效率,常用于室内和室外照明、街灯、车灯等领域。
6.高效率LED芯片:高效率LED芯片通过改进材料结构和工艺技术,提高了LED芯片的光电转换效率,从而实现更高的亮度和更低的功耗。
高效率LED芯片广泛应用于电视背光源、车灯、手机屏幕等领域。
除了以上介绍的LED芯片种类外,还有许多其他特殊用途的LED芯片,如紫外线LED芯片、红外线LED芯片以及具有特殊波长或光谱分布的LED芯片,它们在医疗、检测、通信等领域有着重要的应用。
总的来说,LED芯片种类繁多,不同的LED芯片在光谱、亮度、功耗等方面有所差异,可根据具体需要选择适合的LED芯片来满足各种照明和显示需求。
随着技术的不断发展,LED芯片的性能将不断提高,应用范围也将更加广泛。
LED芯片知识大了解目录一 LED芯片基本知识 (2)1、LED芯片的概念 (2)2、LED芯片的组成元素 (2)3、LED芯片的分类 (2)二 LED衬底材料 (4)1、LED衬底材料的概念及作用 (4)2、LED衬底材料的种类 (4)三 LED外延片 (6)1、LED外延片生长的概念 (6)2、LED外延片衬底材料的种类 (6)3、LED外延片的检测 (6)一、LED芯片基本知识1、LED芯片的概念LED芯片是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的芯片,芯片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个芯片被环氧树脂封装起来。
半导体芯片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N 结。
当电流通过导线作用于这个芯片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
LED芯片为LED的主要原材料,LED主要依靠芯片来发光。
LED芯片是在外延片上的基础上经过下面一系列流程,最终完成如右图的成品-芯片。
外延片→清洗→镀透明电极层透 (Indium TinOxide,ITO)→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。
图1 外延片成品示意图2、LED芯片的组成元素LED芯片的元素主要为III-V族元素,主要有砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga、)铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Si)这几种元素中的若干种组成。
3、LED芯片的分类1)按发光亮度分A、一般亮度:R(红色GaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、G ( 绿色GaP 565nm )、Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等B、高亮度:VG(较亮绿色GaP 565nm)、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm)、SR(较亮红色GaA/AS 660nm);C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等D、不可见光(红外线):R﹑SIR﹑VIR﹑HIRE、红外线接收管:PTF、光电管:PD2)按组成元素分A、二元晶片(磷﹑镓):H﹑G等B、三元晶片(磷﹑镓﹑砷):SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色GaAlAs 660nm) UR(最亮红色GaAlAs 660nm)等C、四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟):SRF( 较亮红色 AlGalnP )、HRF(超亮红色 AlGalnP)、URF(最亮红色AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) 等3)按照制作工艺分LED芯片分为MB芯片,GB芯片,TS芯片,AS芯片等4种LED芯片定义特点MB 芯片Metal Bonding(金属粘着)芯片;该芯片属于UEC的专利产品①采用高散热系数的材料---Si作为衬底,散热容易②通过金属层来接合(wafer bonding)磊芯层和衬底,同时反射光子,避免衬底的吸收③导电的Si衬底取代GaAs 衬底,具备良好的热传导能力(导热系数相差3-4倍),更适应于高驱动电流领域④底部金属反射层,有利于光度的提升及散热⑤尺寸可加大,应用于High power 领域GB 芯片Glue Bonding(粘着结合)芯片;该芯片属于UEC的专利产品①透明的蓝宝石衬底取代吸光的GaAs衬底,其出光功率是传统AS(Absorbable structure)芯片的2倍以上,蓝宝石衬底类似TS芯片的GaP衬底②芯片四面发光,具有出色的Pattern图③亮度方面,其整体亮度已超过TS芯片的水平(8.6mil)④双电极结构,其耐高电流方面要稍差于TS单电极芯片TS 芯transparentstructure(透明衬底)芯①芯片工艺制作复杂,远高于AS LED②信赖性卓越片片,该芯片属于HP的专利产品③透明的GaP衬底,不吸收光,亮度高④应用广泛AS 芯片Absorbablestructure(吸收衬底)芯片,这里特指UEC的AS芯片①四元芯片,采用MOVPE工艺制备,亮度相对于常规芯片要亮②信赖性优良③应用广泛二、LED衬底材料1、LED衬底的概念及作用衬底又称基板,也有称之为支撑衬底。
LED芯片知识大了解
目录
一 LED芯片基本知识 (2)
1、LED芯片的概念 (2)
2、LED芯片的组成元素 (2)
3、LED芯片的分类 (2)
二 LED衬底材料 (4)
1、LED衬底材料的概念及作用 (4)
2、LED衬底材料的种类 (4)
三 LED外延片 (6)
1、LED外延片生长的概念 (6)
2、LED外延片衬底材料的种类 (6)
3、LED外延片的检测 (6)
一、LED芯片基本知识
1、LED芯片的概念
LED芯片是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的芯片,芯片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个芯片被环氧树脂封装起来。
半导体芯片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N 结。
当电流通过导线作用于这个芯片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
LED芯片为LED的主要原材料
,LED主要依靠芯片来发光。
LED芯片是在外延片上的基础上经过下面一系列流
程,最终完成如右图的成品-芯片。
外延片→清洗→镀透明电极层透 (Indium Tin
Oxide,ITO)→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→
平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→
SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→
N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→
P极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→
芯片→成品测试。
图1 外延片成品示意图
2、LED芯片的组成元素
LED芯片的元素主要为III-V族元素,主要有砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga、)铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Si)这几种元素中的若干种组成。
3、LED芯片的分类
1)按发光亮度分
A、一般亮度:R(红色GaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、G ( 绿色GaP 565nm )、
Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等
B、高亮度:VG(较亮绿色GaP 565nm)、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm)、
SR(较亮红色GaA/AS 660nm);
C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等
D、不可见光(红外线):R﹑SIR﹑VIR﹑HIR
E、红外线接收管:PT
F、光电管:PD
2)按组成元素分
A、二元晶片(磷﹑镓):H﹑G等
B、三元晶片(磷﹑镓﹑砷):SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色GaAlAs 660nm) UR(最亮红色GaAlAs 660nm)等
C、四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟):SRF( 较亮红色 AlGalnP )、HRF(超亮红色 AlGalnP)、
URF(最亮红色AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、
HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、
UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、
HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) 等
3)按照制作工艺分
LED芯片分为MB芯片,GB芯片,TS芯片,AS芯片等4种
二、LED衬底材料
1、LED衬底的概念及作用
衬底又称基板,也有称之为支撑衬底。
衬底只要是外延层生长的基板,在生产和制作过程中,起到支撑和固定的作用。
它与外延层的特性配合要求比较严格,否则会影响到外延层的生长或是芯片的品质。
2、LED衬底材料的种类
对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。
应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择。
蓝宝石(Al2O3)
GaN基系列三种衬底材料硅(Si)
碳化硅(SiC)
1)蓝宝石衬底
通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。
蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。
优点:①蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好
②蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中
③蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗
缺点:①晶格失配和热应力失配,会在外延层中产生大量缺陷;
②蓝宝石是一种绝缘体,在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少;
③增加了光刻、蚀刻工艺过程,制作成本高。
2)硅衬底
硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L接触(Lateral-contact , 水平接触)和V 接触(Vertical-contact,垂直接触)[以下简称为L型电极和V型电极]。
通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。
由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。
因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。
3)碳化硅衬底
碳化硅衬底(CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片,电极是L型电极,电流是纵向流动的。
采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件
S iC是IV-IV族二元化合物,也是元素周期表IV族元素中唯一的稳定固态化合物,一种重要的半导体材料。
它具有优良的热学、力学、化学和电学性质,不但是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一,同时又可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料。
优点:①碳化硅的导热系数为490W/m·K
②要比蓝宝石衬底高出10倍以上
缺点:①碳化硅制造成本较高
②实现其商业化还需要降低相应的成本
4)三种衬底的性能比较
三、LED外延片
1、LED外延片生长的概念
外延片是在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)上,气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。
2、LED外延片衬底材料种类
当前用于GaN基LED的衬底材料比较多,但是能用于商品化的衬底目前只有两种,即蓝宝石和碳化硅衬底。
用于氮化镓研究的衬底材料比较多,但是能用于生产的衬底目前只有二种,即蓝宝石和碳化硅衬底。
3、LED外延片的检测
外延片的检测一般分为两大类:
一是光学性能检测,主要参数包括工作电压,光强,波长范围,半峰宽,色温,显色指数等等,这些数据可以用积分球测试。
二是可靠性检测,主要参数包括光衰,漏电,反压,抗静电,I-V曲线等等,这些数据一般通过老化进行测试。
4、LED外延片的分类。