不合格的5S 中国LED网.ppt

LED基本知识培训 田洪涛 德豪 润达 中国 珠海 2010-6-3 芯片尺寸 外型尺寸，单位mil（英制） 1mil=1/1000 in =25.4μm 芯片是由外延片切出来的 例如：直径为2in的大园片切成尺寸为10mil的芯片，共能切成多少个？ 1in=1000mil S=πr2=3.14×106mil2 N=S/100=3.14 ×10000（颗） 正装芯片和倒装芯片 正装普通尺寸小小芯片，工作电流20mA 提高光透过收集率, 克服蓝宝石低的热导率, 利用热沉加速热的散发, 可工作在较大电流如350-1000mA 垂直结构芯片 Cree P电极 外延层 N电极 陶瓷基板 金属层 N电极 外延层 金属基板 * * 大纲 1、引言 2、封装与应用 3、外延片生长 4、芯片制作 P N 晶体二极管是一种由P型半导体和N型半导体形成的p-n结器件，最显著的特征是单向导电性（整流特性）。 1、单质半导体Si、Se等， 2、化合物InP、GaN、GaAs、SiC、ZnS、ZnO等 1、引言 半导体材料分类： LED（light emitting diode）发光二极管 除了具有一般二极管的特性外，正向导通时能发出各种波长（颜色）的光。 P N 多量子阱 （MQW） 1、LED使用的都是化合物半导体材料 2、PN结之间插入多量子阱结构提高发光效率 3、LED发光波长主要由多量子阱组分决定 LED 问世于20世纪60年代，起源于美国，在日本发扬光大。 70年代初，美国杜邦化工厂首先研发出镓砷磷 LED，发桔红色，可作仪器仪表指示灯用。 随着技术进步，LED发光颜色覆盖从黄绿色到红外的光谱范围。 80年代后，用液相外延技术，制作高亮度红色LED和红外二极管。 MOCVD技术用于外延材料生长后，红光到深紫外LED亮度大幅度提高 AlGaAs使用于高亮度红光和红外LED。 AlGaInP适用于高亮度红、橙、黄及黄绿LED。 GaInN适用于高亮度深绿、蓝、紫和紫外LED。 90年代半导体材料GaN使蓝、绿色LED光效达到10 lm/w，实现全色化 2、封装与应用 LED应用 显示 照明 :发光后能被人看到,传递信息 :发光后照亮别的物体，使别的 物体能被人看到。 应用 :显示屏、信号指示、景观装饰 应用 :各种光源、液晶背光源 LED具有亮度高、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化等优点 LED封装 直插式 贴片式 (Lamp) (SMD) 【注】SMD:Surface Mounted Devices,表面贴装器件 LED显示屏 LED信号指示 LED照明（SSL） 【注】SSL:Semiconductor Solid Lighting,半导体固态照明 半导体照明走入家庭的瓶颈在于：价格、可靠性、性价比 国际主流芯片大厂 Cree（科瑞）、Nichia（日亚）、Osram（欧司朗）、 Toyota Gosei（丰田合成）、Philips（飞利浦）、 Seoul Semiconductor（首尔半导体） 国内主要芯片厂家 厦门三安、杭州士兰、武汉华灿、上海蓝光、上海蓝宝 3、外延片生长 外延的概念：向外延伸（Epi） 同质外延：在同一种材质衬底（GaN）上外延生长 异质外延：在不同材质衬底（硅Si、蓝宝石Al2O3、碳化硅SiC） 上外延生长，（PSS） 蓝光外延片生长设备MOCVD （Metal Organic Chemical Vapor Deposition ） TS Veeco MOCVD外延生长示意图 GaN缓冲层 蓝宝石衬底 原材料：NH3、Ga源 载气：H2、N2 n-GaN 原材料：NH3、Ga源 SiH4 载气：H2、N2 InGaN 多量子阱 原材料：NH3、Ga源、In源 Al源、SiH4 载气：H2、N2 P-GaN 原材料：NH3、Ga源、Mg源 载气：H2、N2 蓝光外延片剖面结构示意图 源物料:蓝宝石衬底、NH3、Ga源、In源、Al源、Mg源、SiH4、H2、N2 ?生长量子阱时已经决定LED发光颜色 ?LED亮度很大程度处决于外延生长过程 4、芯片制作 芯片制作 电极制作 衬底减薄 芯片分割 检测、分拣 参见附属资料 电极制作 与普通二极管不同的之处： 1、要考虑出光效果 2、P型GaN掺杂问题导致P型接触困难 芯片制作主要工艺示意图 GaN缓冲层 蓝宝石衬底 n-GaN InGaN 多量子阱 P-GaN 涂胶；光刻胶； 匀胶机；烘箱 光刻版 曝光 曝光 显影 芯片制作主要工艺示意图 刻蚀 GaN缓冲层 蓝宝石衬底