LED+培训资料一.doc

LED 培训资料（一） 编写:LED 研发部 大 纲： 一、了解光和LED诠释、历史简介 二、了解LED原物料和制造工艺 三、了解LED应用领域和产品 浙江佳宏电子科技有限公司 2010年2月3日 一、了解光和LED诠释、LED历史简介 1、光的本质、物体发光方式 光是一种能量的形态，它可以从一个物体传播到另一个物体，无需任何物质作媒介。通常将这种能量的传递方式谓之辐射，其含义是能量从能源出发沿直线（在同一介质内）向四面八方传播。关于光的本质，早在十七世纪中叶就被牛顿与麦克斯韦分别以“微粒说”、“波动说”进行了详细探讨，并成为当前所公论的光具有“波粒二重性”的理论基础。约100 多年前，人们又进一步证实了光是一种电磁波，更严格地说，在极为宽阔的电磁波谱大家族中，可见光的光波只占有很小的空间，其波长范围处在380nm-770nm之间包含了人眼可辩别的紫、锭x 射线、r 射线。 LED芯片各个颜色波段对照表 (单位：纳米（nm）LED就属于这类发光过程。 2、LED诠释 LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体晶片材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用透镜灌封硅胶密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。?当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。  LED 作为一个电致发光的PN结器件，其特性可用PN结的电学参数，以及作为一个发光器件的光学参数来进行描述。伏安特性是描述一个PN 结器件的重要参数，它是PN 结性能，PN结制作工艺优劣的重要标识。所谓伏安特性，即是流过PN结的电流随电压变化的特性，在示波器上能十分形象地展示这种变化。一根完整的伏安曲线包括正向特性与反向特性。通常，反向特性曲线变化较为陡峭，当电压超过某个阈值时，电流会出现指数式上升。通常可用反向击穿电压，反向电流和正向电压三个参数来进行伏安特性曲线的描述。正向电压VF 是指额定正向电流下器件二端的电压降，这个值与材料的禁带宽度有关，同时也标识了PN结的体电阻与欧姆接触电阻的高低。VF 的大小一定程度上反映了电极制作的优劣。相对于350毫安的正向电流，红黄光类LED 的VF 值约为2 伏，而蓝绿光类LED 器件的VF 值通常大于3 伏。反向漏电流IR 是指给定的反向电压下流过器件的反向电流值，这个值的大小十分敏感于器件的质量。通常在5 伏的反向电压下，反向漏电流应不大于是10 微安，IR 过大表明结特性较差。反向击穿电压是指当反向电压大于某一值时，反向漏电电流会急剧增大，反映了器件反向耐压的特性。对一个具体器件而言，漏电流大小的标准有所不同，在较为严格的情况下，要求在规定电压下，反向漏电流不大于10 微安。3、LED 的发展历史 半导体PN结发光现象的发现，可追溯到上世纪二十年代，法国科学O.W.Lossow 在研究SiC检波器时，首先观察到了这种发光现象。由于当时在材料制备、器件工艺技术上的限制，这一重要发现没有被迅速利用。直至20世纪60年代初-Ⅴ族材料与器件工艺的进步，人们终于研制成功了具有实用价值的发射红光的GaAsP 发光二级管，并被GE公司大量生产用作仪器表指示。此后由于GaAs、Gap 等材料研究与器件工艺的进一步发展，除深红色的LED外，包括橙、黄、黄绿等各种色光的LED 器件也大量涌现于市场。出于多种原因，Gap、GaAsP 等LED 器件的发光效率很低，光强通常在10mcd 以下，只能用作室内显示之用。虽然AlGaAs 材料进入间接跃进型区域，发光效率迅速下降。 跟随着半导体材料及器件工艺的进步，特别是MOCVD 等外延工艺的日益成熟，至上世纪九十年代初，日本日亚化学公司（Nichia）与美国的克雷（Cree）公司通过MOCVD 技术分别在蓝宝石与SiC 衬底上生长成功了具有器件结构的GaN 基LED 外延片，并制造了亮度很高的蓝、绿及紫光LED 器件。超高亮LED 的第二个特征是发光波长的扩展，InGaAlP 器件的出现使发光波段向短波扩展到570nm 的黄绿光区域，而GaN 基器件更使发光长短扩至绿、蓝、紫波段。 对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开