LED高压芯片的制备与性能研究.docx

LED材料与芯片LED高压芯片的制备与性能研究杨小东，梁伏波，孔利平(晶能光电(江西)有限公司，南昌330029)摘要：在蓝宝石基板上通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长GaN基多量子阱外延层，利用电感 耦合等离子体刻蚀和金属桥接技术，在薄膜芯片工艺基础上结合了普通大功率芯片设计，制备了具有高取出光效率的LED高压芯片(HVLEDo测试高压芯片和传统正装大功率芯片，在相同功率下，高压芯片光效高出传统芯片11．7％，其中LEDHV40*40mil芯片25mA正向电流下，工作电压39．5V，硅胶封装的蓝光LED灯的光输出功率530mw，标准YAG荧光粉封装白光灯的光通量为132．71m，取光效率达134．4lm／w。关键词：HV；GaN；高压；大功率；LEDStudyonthePreparationandPerformanceoftheHighVoltageLEDChip(LatticePower(Jiangxi)Corporation，Nanchang330029，China)Abstract：MetalOrganicChemicalVaporDeposition(MOCVD)ismainlyused for growingGaNmulti-quantum—wellepitaxiallayerwiththeinductivelycoupledplasmaetchingandmetalbridgingtechnologyonthesapphiresubstrate，andcombinesthedesignofthenormalpowerchipbasedonthin·filmchiptechnology,wecanproducethehighvoltageLEDchipmVLED)whichwiththe highlight extractionefficiency．ComparewiththehighvoltageLEDchipandnormalpowerchip，inthesamepower,high—voltagechipopticalefficiencyof11．7％higherthantraditionalchips．anexampleofHVLEDthattheopticaloutputpowerofHV40+40milLEDchipis530mwinsiliconeencapsulationblueLEDlights，standardYAGphosphorpackageofwhitelight fluxis132．71m，thelightextractionefficiencyof134．41m／wataforwardcurrentof25mAandvoltageof39．5V．Keywords：Hv-GaN；HighVoltage；PowerChip；LED光效提升，新的芯片设计理念LED高压芯片应运0引言而生。高压芯片是利用半导体技术把多颗低压LED芯片直接在蓝宝石基板上互相串并联后的新型芯 受全球白炽灯禁售运动进入批量生效阶段的片，利用在相邻单颗低压LED芯片刻蚀隔离沟槽、影响，LED灯具逐渐被人们所认识和接受[1l，但由生长正负极绝缘保护层、利用半导体光刻技术和电于LED灯具成本和可靠性以及取光效率的影响，子束蒸发技术、用黄金等金属把多颗低压LED芯导致目前市场推广依旧缓慢；但是普通传统的LED片互相串并联接起来的，如图1所示，高压LED芯片结构技术相对成熟，已经很难在做降低成本和芯片侧面与传统LED芯片结构对比。由于传统DCLED材料与芯片 LED芯片是在大电流低电压下工作，为提升其工作客户需求，通过对芯片进行不同的图形设计即可制电压，一般采用集成封装(COB)结构，即多颗芯片作不同的工作电压，目前市场上应用比较广泛的有串并联，而HVLED直接在芯片级就实现了微晶粒9V，20V，50V，80V，lIOV等高压芯片。正是由的串并联，使其在低电流高电压下工作，将简化芯于HVLED芯片具有封装成本低、暖白光效高、驱片固晶、键合数量，封装成本降低，如图2所示。动电源效率高，线路损耗低等优势，因此HVLED传统LED芯片结构工作电压均在3V左右，即属于芯片对于正在降低成本提升性价比的LED照明领低压LED，而高压LED可根据封装端、应用端的域非常有市场价值。p一‘y弘GaNActI、cl。averMcI—一n-tYPeGaNUndopedGaNBufferLaverSapphire图l(a)传统低压LED芯片侧面图(b)高压LED芯片侧面图Fig．1(a)SideviewoftraditionallowvoltageLED(b)SideviewofhighvoltageLED图2(a)传统LED芯片驱动电源