04颜建锋发言稿.pdf

以灯具设计为核心的上游LED技术开发是 未来LED发展的方向 颜建锋 2013.06.19 主要内容 ? 背景知识 ? 半导体基础知识 ? LED发光原理 ? 外延制造流程简介 ? 外延基础知识 ? 机台硬件--MOCVD ? MOCVD系统工作原理 ? 外延结构生长各过程SEM照片 ? 外延产品 ? 芯片制造流程简介 ? 封装制造流程简介 ? 从应用灯具设计讲起 ? 光源的选择 ? 电源的选择 ? 散热结构的选择 ? 光型控制 ? LED上游技术开发的方向 2 主要内容 ? 背景知识 ? 半导体基础知识 ? LED发光原理 ? 外延制造流程简介 ? 外延基础知识 ? 机台硬件--MOCVD ? MOCVD系统工作原理 ? 外延结构生长各过程SEM照片 ? 外延产品 ? 芯片制造流程简介 ? 封装制造流程简介 ? 从应用灯具设计讲起 ? 光源的选择 ? 电源的选择 ? 散热结构的选择 ? 光型控制 ? LED上游技术开发的方向 3 基本概念 ? 半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质 ? 室温电阻率?介于金属与绝缘体之间 ?金属 10?6 (Ω·cm) ?半导体 10?3 ? 106 (Ω·cm) ?绝缘体 1012 (Ω·cm) ? 半导体有两种载流子 – 电子(electron, negative)和空穴(hole, positive) ? P-N结：通过p型和n型半导体材料紧密接触而形 成的结。 4 基本概念 ? 同质结：组成PN结的P型区和N型区是同种材料。 （如：nGaN:Si上生长pGaN:Mg） ? 异质结：两种晶体结构相同，晶格常数相近，但带隙宽度不 同的半导体材料生长在一起形成的结，称为异质结。 （如：GaN上生长AlGaN） ? 超晶格（superlattice）：由两种或两种以上组分不同或导 电类型各异的超薄层（相邻势阱内电子波函数发生交迭）的 材料，交替生长形成的人工周期性结构，称为超晶格材料。 ? 量子阱(Quantum Well)：通常把势垒较厚，以致于相邻电子 波函数不发生交迭的周期性结构，称为量子阱。 （如：InGaN/GaN/InGaN...） 5 基本概念 ? 间接带隙：导带最小能量和价带最大能量有不同的k坐标 ? 直接带隙：导带最小能量和价带最大能量有相同的k坐标 ? 带隙宽度Eg：决定电子跃迁能量大小，决定发光波长。 光的峰值波长λ与发光区域半导体材料禁带宽度Eg有关， λ≈1240/Eg （nm） 式中Eg的单位为电子伏特（eV） 6 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体 Ⅲ 族元素: Al Ga In Ⅴ 族元素: N P As Sb ? GaN基材料（InGaN/AlGaN等） ? 直接带隙，禁带宽度： ? Eg(AlN)~6.0eV （~200nm-DUV） ? Eg(GaN)~3.4eV （~365nm-UV） ? Eg(InN)~0.7eV （~1700nm-Infrared） ? InxGa1-xN/GaN LED 产品： ? 蓝光：450--475