GaN基LED(蓝绿光芯片制造技术1.ppt

GaN基LED,邹德恕,基本内容,1、GaN基LED基本结构 2、 GaN基LED基本特点 3、内量子效率的提高途径 4、提取效率的提高途径 5、防静电击穿的保护方法,GaN基LED基本结构,GaN基LED的特点,1、无GaN材料作衬底 2、蓝宝石衬底形成平面波导 3、P型N型欧姆接触引出线在同侧 4、P型GaN Mg不易掺入，不易电离 5、介电常数高，带宽，易击穿 ESD 6、GaN 蓝宝石坚硬，不易加工,提高内量子效率,1、采用晶格失配少的碳化硅衬底 2、采用衬底再构 PSS表面上生长GaN,缓解径向电流拥挤,1、电极表面结构设计 环形电极结构 2、垂直导电结构,减少欧姆接触，减少电极阻挡,1、Ni/Au欧姆接触层 在N2:O2=3:1中500C退火，Ni Au扩散入GaN形成Ga4Ni3 GaAu 造成Ga空位 2、采用ITO透明导电膜及NiO组合膜 3、网格电极结构 4、用KOH清洗，形成Ga空位,造成Ga空位受主，提高表面掺杂浓度，去掉表面氧化物,插指电极结构与环形电极结构性能比,红外热像图,上图可以看出，插指电极结构的温度比环形插指电极的温度高，高温区主要集中在N型电极压焊点附近的P区，温度分布不平坦，最高温度为82.88，最低温度为66.47；而环形插指电极结构的大面积区域温度分布明显比较均匀，最高温度为71.21，跟前者相比温差近10，有明显优势。这是由于环形插指n电极面积加大，减小了电流扩展路径，使电流在n型区流动时的横向电阻减小，产热量减小，所以器件温升小，性能好，光输出饱和程度低 综上，优化的电极图形能减缓电流拥挤效应，降低器件串联电阻，使电流扩展均匀，减小局部电流密度，减小焦耳热，提升器件光电性能，增大光输出功率，增强器件的可靠性。也说明了我们的设计方案是成功的,提高提取效率的新途径：,1、倒装LED结构，解决表面粗化，用Si支架解决散热,2、准分子激光剥离Al2O3衬底，表面KOH与紫斑光照射粗化纳米结构,2008年LED產業大躍進,繼手機帶動LED第1波高成長之後，LED產業可望進入第2波高成長期。從以下幾點可以發現，LED產業在2008年將會大幅成長，預估高亮度LED市場在2008年將會達56億美元，成長16.7%。,一、LED背光的筆記型電腦(NB)上市,2007年底多款以LED背光為賣點的NB相繼上市，LED背光面板新世代NB的訴求：在於可提供較高的色彩飽和度，呈現更好的視覺效果； 同時，在機體上更為輕薄，便於攜帶；而它的省電特性，在較低的功耗下，提高電池的續航力，讓使用時間更長； 此外，無汞成分，符合環保訴求。比較各家品牌之後，可以發現價格多在新台幣57萬元之間，屬高階機種使用，目前仍是以12吋以下為主，逐漸往大尺寸發展。,二、路燈市場帶來需求,全球路燈約有1.21.3億盞，美國約1,000萬盞、大陸約1,500萬盞、台灣約135萬盞，目前已有美、加、大陸等國家在部分城市的路面使用，狀況良好，與傳統一般路燈相比，對行車安全並無影響，在亮度上差距不大。在照明效能提高、價格降低之後，替代性會提高。 據美國能源部表示可節省50%以上的電力消耗，少建100座以上的發電廠。新興市場如大陸，由於經濟起飛，對電能需求大，有供不應求的現象，在LED路燈發展外在條件上，較歐美更迫切及動機去推動LED路燈，因此看好大陸LED路燈市場，預估2008年大陸LED路燈市場將佔全球LED路燈市場5成以上。,三、LED導入汽車頭燈應用,國際車廠已將LED頭燈導入高階車款之中，2007年TOYOTA於全球首推配備LED頭燈車款Lexus LS600，Audi也將於2008年夏季車展中展出搭配LED頭燈的R8車款，台廠裕隆集團也預計2008年底推出搭配LED頭燈的本土汽車，並搭載於東風汽車上進軍大陸市場。,四、2008北京奧運帶來商機,大陸北京為了奧運，進行多項建設，為LED產業帶來龐大商機，像是設置在各會場、機場的LED大型看板、美化週邊的景觀燈，相關城市如青島、天津等也將興建LED的顯示看板、戶外照明用的路燈、運動場的夜間照明設備。,五、各國政策推動,由於環保節能的因素，減少溫室氣體的排放，歐盟從2007年起逐漸淘汰白熾燈，澳洲也宣示2010年起全面禁用白熾燈，大陸中央更把地方政府推動LED照明列為施政考核的重點，美國則聲稱20年之內，將促使LED照明更加普及，使財政減少1,000多億美元的支出。,六、能源價格高漲,原油價格去年開始一路飆漲，2008年一開始油價盤中就突破100美元大關，玉米、黃豆由於是生質能源的原料，也創下歷史新高，這對使用火力發電的國家有很大的影響，以大陸為例，進口石油有4