LED芯片的分类与特征

专题3LED芯片的分类与特征,发光二极管的制造工艺过程,Sapphire蓝宝石2-inch,课程内容,LED芯片的作用LED芯片的分类与特征LED芯片的结构与图示LED芯片参数LED芯片型号编码LED芯片评估,一、LED芯片的作用,晶片為LED的主要原材料,LED主要依靠晶片來發光，晶片的好坏将直接决定LED的性能。晶片是由和族复合半导体物质构成。在LED封装时，晶片来料呈整齐排列在晶片膜上。,1.按发光亮度分:A.一般亮度:RHGYE等.B.高亮度:VGVYSR等C.超高亮度:UGUYURUYSURFUE等D.不可見光(紅外線):IRSIRVIRHIRE.紅外線接收管:PTF.光電管:PD2.按組成元素分:二元晶片(磷鎵):HG等三元晶片（磷鎵砷）:SRHRUR等四元晶片(磷鋁鎵銦):SRFHRFURFVYHYUYUYSUEHE、UG,二、LED芯片的分类,3.按材料特性分:,4.按衬底材料来分,（1）、MB芯片定义与特点定义MB芯片MetalBonding(金属粘着）芯片该芯片属于UEC的专利产品。特点1.采用高散热係数的材料-Si作为衬底、散热容易。2.通过金属层来接合(waferbonding)磊晶层和衬底，同时反射光子，避免衬底的吸收。3.导电的Si衬底取代GaAs衬底，具备良好的热传导能力(导热係数相差34倍)，更适应于高驱动电流领域。4.底部金属反射层、有利于光度的提升及散热5.尺寸可加大、应用于Highpower领域、eg:42milMB,（2）、GB芯片定义和特点定义GB芯片GlueBonding(粘着结合）芯片该芯片属于UEC的专利产品特点1.透明的蓝宝石衬底取代吸光的GaAs衬底、其出光功率是传统AS(Absorbablestructure)芯片的2倍以上、蓝宝石衬底类似TS芯片的GaP衬底。2.芯片四面发光、具有出色的Pattern3.亮度方面、其整体亮度已超过TS芯片的水准(8.6mil)4.双电极结构、其耐高电流方面要稍差于TS单电极芯片,（3）、TS芯片定义和特点定义TS芯片transparentstructure(透明衬底)芯片、该芯片属于HP的专利产品。特点1.芯片工艺制作复杂、远高于ASLED2.信赖性卓越3.透明的GaP衬底、不吸收光、亮度高4.应用广泛,（4）、AS芯片定义和特点定义AS芯片Absorbablestructure(吸收衬底）芯片经过近四十年的发展努力、台湾LED光电业界对于该类型芯片的研发生产销售处于成熟的阶段、各大公司在此方面的研发水平基本处于同一水准、差距不大.大陆芯片制造业起步较晚、其亮度及可靠度与台湾业界还有一定的差距、在这里我们所谈的AS芯片、特指UEC的AS芯片、eg:712SOL-VR,709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR等特点1.四元芯片、采用MOVPE工艺制备、亮度相对于常规芯片要亮2.信赖性优良3.应用广泛,回顾:LED的发光原理,Eg代表了将半导体的电子断键，变成自由电子，并将此自由电子送到导带，而在价带中留下空穴所需的能量。Eg=hfh是常数，f是光的频率。因为光速=波长频率，即C=f。所以：=1240/Eg（单位：纳米）,理论和实践证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度g有关，即1240/Eg（nm）电子由导带向价带跃迁时以光的形式释放能量，大小为禁带宽度Eg，由光的量子性可知，hf=Egh为普朗克常量,f为频率，据f=c/,可得=hc/Eg,当的单位用um,Eg单位用电子伏特（eV）时，上式为=1.24umev/Eg，若能产生可见光（波长在380nm紫光780nm红光），半导体材料的Eg应在1.593.26eV之间。,在此能量范围之内，带隙为直接带的III-V族半导体材料只有GaN等少数材料。解决这个问题的一个办法是利用III-V族的二元化合物组成新的三元或四元III-V族固溶体，通过改变固溶体的组分来改变禁带宽度与带隙类型。由两种III-V族化合物（如GaP和GaAs、GaP和InP）组成三元化合物固溶体，它们也是半导体材料,并且其能带结构、禁带宽度都会随着组分而变化，由一种半导体过渡到另一种半导体。,由此可见，调节X的值就能改变材料的能级结构，即改变LED的发光颜色。此即所谓的能带工程。,F.A.PonceandD.P.Bour,Nature386,351(1997),（1）正规格方片：是指经过生产厂挑选过的：亮度，电压，抗静电能力，色差都是在同一个标准范围的！正规方片A：是完全经过挑选，并保证数量。正规方片B：是指不保证数量的但是经过挑选。（2）大圆片：就是指未经过挑选：亮度相差大，电压波动大，抗静电能力不一致，跑波长（色差大）！但是会把（外延片做成的芯片）周围的不能用的部分剔除掉（3）猪毛片：大圆片的不良都有具备，最大特点是什么颜色都有，不只是单纯的波长跨度大！正规方片A正规放片B大圆片猪毛片散晶。,5.按芯片质量分:,三、LED芯片结构与图示,芯片库,Equipments,Devicestructure,ManybreakthroughsBufferp-layerActivelayerPioneerworkbyProf.AkasakiDr.NakamuraofNichia,DeviceFabrication,GaN:Si,SQWorMQWGaInN,GaN:Mg,AlGaN:Mg,P-bondpad,Ni/Aup-metal,n-bondpad,Sapphire,LEDCrossSection,四、LED芯片参数,4