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1、專題3LED芯片的分類與特征發(fā)光二極管的制造工藝過程襯底材料生長或購買襯底LED結(jié)構(gòu)MOCVD生長芯片加工芯片切割器件封裝Sapphire藍(lán)寶石2-inch課程內(nèi)容LED芯片的作用LED芯片的分類與特征LED芯片的結(jié)構(gòu)與圖示LED芯片參數(shù)LED芯片型號編碼LED芯片評估一、LED芯片的作用晶片為LED的主要原材料,LED主要依靠晶片來發(fā)光,晶片的好壞將直接決定LED的性能。晶片是由Ⅲ和Ⅴ族復(fù)合半導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成。在LED封裝時(shí),晶片來料呈整齊排列在晶片膜上。1.按發(fā)光亮度分:A.一般亮度:R﹑H﹑G﹑Y﹑E等.B.高亮度:VG﹑VY﹑SR等C.超高亮度:UG﹑U
2、Y﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等D.不可見光(紅外線):IR﹑SIR﹑VIR﹑HIRE.紅外線接收管:PTF.光電管:PD2.按組成元素分:二元晶片(磷﹑鎵):H﹑G等三元晶片(磷﹑鎵﹑砷):SR﹑HR﹑UR等四元晶片(磷﹑鋁﹑鎵﹑銦):SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG二、LED芯片的分類3.按材料特性分:4.按襯底材料來分(1)、MB芯片定義與特點(diǎn)定義﹕MB芯片﹕MetalBonding(金屬粘著)芯片﹔該芯片屬于UEC的專利產(chǎn)品。特點(diǎn)﹕1.采用高散熱係數(shù)的材料---Si作為襯底、散熱容易。2.通過金屬層來接合(wafer
3、bonding)磊晶層和襯底,同時(shí)反射光子,避免襯底的吸收。3.導(dǎo)電的Si襯底取代GaAs襯底,具備良好的熱傳導(dǎo)能力(導(dǎo)熱係數(shù)相差3~4倍),更適應(yīng)于高驅(qū)動(dòng)電流領(lǐng)域。4.底部金屬反射層、有利于光度的提升及散熱5.尺寸可加大、應(yīng)用于Highpower領(lǐng)域、eg:42milMB(2)、GB芯片定義和特點(diǎn)定義﹕GB芯片﹕GlueBonding(粘著結(jié)合)芯片﹔該芯片屬于UEC的專利產(chǎn)品特點(diǎn)﹕1.透明的藍(lán)寶石襯底取代吸光的GaAs襯底、其出光功率是傳統(tǒng)AS(Absorbablestructure)芯片的2倍以上、藍(lán)寶石襯底類似TS芯片的GaP襯底。2.芯片四面發(fā)光、
4、具有出色的Pattern3.亮度方面、其整體亮度已超過TS芯片的水準(zhǔn)(8.6mil)4.雙電極結(jié)構(gòu)、其耐高電流方面要稍差于TS單電極芯片(3)、TS芯片定義和特點(diǎn)定義﹕TS芯片﹕transparentstructure(透明襯底)芯片、該芯片屬于HP的專利產(chǎn)品。特點(diǎn)﹕1.芯片工藝制作復(fù)雜、遠(yuǎn)高于ASLED2.信賴性卓越3.透明的GaP襯底、不吸收光、亮度高4.應(yīng)用廣泛(4)、AS芯片定義和特點(diǎn)定義﹕AS芯片﹕Absorbablestructure(吸收襯底)芯片﹔經(jīng)過近四十年的發(fā)展努力、臺灣LED光電業(yè)界對于該類型芯片的研發(fā)﹑生產(chǎn)﹑銷售處于成熟的階段、各大公
5、司在此方面的研發(fā)水平基本處于同一水準(zhǔn)、差距不大.大陸芯片制造業(yè)起步較晚、其亮度及可靠度與臺灣業(yè)界還有一定的差距、在這里我們所談的AS芯片、特指UEC的AS芯片、eg:712SOL-VR,709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR等特點(diǎn)﹕1.四元芯片、采用MOVPE工藝制備、亮度相對于常規(guī)芯片要亮2.信賴性優(yōu)良3.應(yīng)用廣泛回顧:LED的發(fā)光原理Eg代表了將半導(dǎo)體的電子斷鍵,變成自由電子,并將此自由電子送到導(dǎo)帶,而在價(jià)帶中留下空穴所需的能量。Eg=hfh是常數(shù),f是光的頻率。因?yàn)楣馑?波長×頻率,即C=×f。所以:=1240/Eg(單位:納米)理
6、論和實(shí)踐證明,光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān),即λ≈1240/Eg(nm)電子由導(dǎo)帶向價(jià)帶躍遷時(shí)以光的形式釋放能量,大小為禁帶寬度Eg,由光的量子性可知,hf=Eg[h為普朗克常量,f為頻率,據(jù)f=c/λ,可得λ=hc/Eg,當(dāng)λ的單位用um,Eg單位用電子伏特(eV)時(shí),上式為λ=1.24um·ev/Eg],若能產(chǎn)生可見光(波長在380nm紫光~780nm紅光),半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在1.59~3.26eV之間。在此能量范圍之內(nèi),帶隙為直接帶的III-V族半導(dǎo)體材料只有GaN等少數(shù)材料。解決這個(gè)問題的一個(gè)辦法是利用III
7、-V族的二元化合物組成新的三元或四元III-V族固溶體,通過改變固溶體的組分來改變禁帶寬度與帶隙類型。由兩種III-V族化合物(如GaP和GaAs、GaP和InP)組成三元化合物固溶體,它們也是半導(dǎo)體材料,并且其能帶結(jié)構(gòu)、禁帶寬度都會(huì)隨著組分而變化,由一種半導(dǎo)體過渡到另一種半導(dǎo)體。由此可見,調(diào)節(jié)X的值就能改變材料的能級結(jié)構(gòu),即改變LED的發(fā)光顏色。此即所謂的能帶工程。F.A.PonceandD.P.Bour,Nature386,351(1997)(1)正規(guī)格方片:是指經(jīng)過生產(chǎn)廠挑選過的:亮度,電壓,抗靜電能力,色差都是在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)范圍的!正規(guī)方片A:是完全經(jīng)
8、過挑選,并保證數(shù)量。正規(guī)方片B:是指不保證數(shù)量的但是