LED半导体照明趣味百题问答

1、半导体照明明（LEED）百 题 问问 答上海市光电电子行业业协会二OO五年年二月TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc130892634 1、光的本本质是什什么，物物体发光光有哪几几种方式式？ PAGEREF _Toc130892634 h 4 HYPERLINK l _Toc130892635 2、谓电致致发光？半导体体发光为为何属冷冷光？ PAGEREF _Toc130892635 h 5 HYPERLINK l _Toc130892636 4、简单介介绍一下下LEDD的发展展历史好好吗？ PAGEREF _Toc130892636 h 5 HYPERLINK l

2、 _Toc130892637 5、请问照照明光源源的基本本种类与与主要性性能有哪哪些？ PAGEREF _Toc130892637 h 6 HYPERLINK l _Toc130892638 6、如何描描述LEED的基基本特性性？ PAGEREF _Toc130892638 h 6 HYPERLINK l _Toc130892639 7、传统光光源相比比，LEED光源源有哪些些优点？ PAGEREF _Toc130892639 h 8 HYPERLINK l _Toc130892640 9、何谓绿绿色照明明光源？它有哪哪些特点点？ PAGEREF _Toc130892640 h 8 HYPER

3、LINK l _Toc130892641 10、为什什么说221世纪纪将迎来来照明产产业自爱爱迪生发发明白炽炽灯以来来又一次次产业革革命？ PAGEREF _Toc130892641 h 9 HYPERLINK l _Toc130892642 12、哪些些产业是是LEDD产业链链的构成成部分？ PAGEREF _Toc130892642 h 10 HYPERLINK l _Toc130892643 18、当前前我国LLED产产品与国国际先进进相比，主主要差距距在哪里里？ PAGEREF _Toc130892643 h 10 HYPERLINK l _Toc130892644 19LEED的发发

4、光源是是PNN结，是是如何制制成的？哪些是是常用来来制造LLED的的半导体体材料？ PAGEREF _Toc130892644 h 11 HYPERLINK l _Toc130892645 22、当前前生产超超高亮LLED的的外延方方法主要要有几种种？什么么是MOOCVDD？ PAGEREF _Toc130892645 h 11 HYPERLINK l _Toc130892646 27、请可可否能深深入浅出出地介绍绍一下LLED芯芯片的制制造流程程。 PAGEREF _Toc130892646 h 12 HYPERLINK l _Toc130892647 29、通过过哪些芯芯片制造造过程中中的

5、工艺艺技术措措施，可可以提高高芯片发发光强度度与出光光效率？ PAGEREF _Toc130892647 h 13 HYPERLINK l _Toc130892648 30、LEED的芯芯片为什什么要分分成诸如如8miil，9miil113至22mmil，40mmil等等不同的的尺寸？尺寸大大小对LLED光光电特性性有哪能能些影响响？ PAGEREF _Toc130892648 h 15 HYPERLINK l _Toc130892649 34、请介介绍一下下“透明电电极”芯片的的结构与与它的特特点？ PAGEREF _Toc130892649 h 16 HYPERLINK l _Toc130

6、892650 35、什么么是“倒装装装芯片”（Fliip CChipp）?它的结结构如何何？它有有哪些优优点？ PAGEREF _Toc130892650 h 16 HYPERLINK l _Toc130892651 36、用于于半导体体照明的的芯片技技术的发发展主流流是什么么？ PAGEREF _Toc130892651 h 17 HYPERLINK l _Toc130892652 37、LEED芯片片封装成成发光二二极管一一般可以以分成哪哪几种形形式？他他们在结结构上各各有什么么不同？ PAGEREF _Toc130892652 h 17 HYPERLINK l _Toc130892653

7、 38、LEED芯片片封装成成器件一一般的制制造程是是什么？ PAGEREF _Toc130892653 h 18 HYPERLINK l _Toc130892654 39、为什什么要将将芯片进进行封装装？封装装后的器器件比裸裸芯在性性能上有有什么不不同？ PAGEREF _Toc130892654 h 18 HYPERLINK l _Toc130892655 41、何谓谓“一次光光学设计计”？LEDD封装中中有哪几几种出光光透镜？他们有有何特点点？ PAGEREF _Toc130892655 h 19 HYPERLINK l _Toc130892656 42、大功功率LEED的封封装形式式目

8、前常常见的有有哪几种种？他们们各自有有哪些异异同？ PAGEREF _Toc130892656 h 20 HYPERLINK l _Toc130892657 46、能否否简单介介绍一下下芯片粘粘结工艺艺中的“合金粘粘结”工艺？ PAGEREF _Toc130892657 h 20 HYPERLINK l _Toc130892658 48、白光光LEDD是通过过哪些方方法来实实现的？ PAGEREF _Toc130892658 h 21 HYPERLINK l _Toc130892659 49当前前制造白白光LEED的主主流方法法是什么么？ PAGEREF _Toc130892659 h 22

9、HYPERLINK l _Toc130892660 50白光光LEDD当前具具有代表表性的产产品的水水平如何何？ PAGEREF _Toc130892660 h 22 HYPERLINK l _Toc130892661 51什么么是色温温？什么么是显色色指数？ PAGEREF _Toc130892661 h 22 HYPERLINK l _Toc130892662 52照明明领域对对白光LLED的的光电性性能有哪哪些基本本要求？ PAGEREF _Toc130892662 h 23 HYPERLINK l _Toc130892663 54LEED光源源取代传传统光源源从目前前来看还还需克服服哪

10、些障障碍和基基本技术术关键？ PAGEREF _Toc130892663 h 23 HYPERLINK l _Toc130892664 55白光光LEDD的光谱谱与单色色光（红红、黄、蓝蓝、紫等等）的光光谱有些些什么区区别？ PAGEREF _Toc130892664 h 25 HYPERLINK l _Toc130892665 56为什什么用太太阳能电电池与白白光LEED组合合的照明明系统被被称为“真正的的绿色照照明”系统？ PAGEREF _Toc130892665 h 26 HYPERLINK l _Toc130892666 59什么么是LEED的内内量子效效率？不不同的发发光波长长，假

11、定定内量子子效率达达1000%，其其电-光效率率有何不不同？ PAGEREF _Toc130892666 h 26 HYPERLINK l _Toc130892667 60、LEED PPN结有有源层发发出的光光子能否否1000%逸出出到空气气中？ PAGEREF _Toc130892667 h 27 HYPERLINK l _Toc130892668 62、能否否简述一一下提高高LEDD芯片电电一光转转换效率率的意义义何在？ PAGEREF _Toc130892668 h 28 HYPERLINK l _Toc130892669 63、衡量量LEDD器件光光电转换换优劣的的参数主主要有哪哪些

12、？ PAGEREF _Toc130892669 h 29 HYPERLINK l _Toc130892670 64、单个个LEDD的流明明效率与与用LEED作光光源构成成的灯具具的流明明效率有有什么异异同？ PAGEREF _Toc130892670 h 30 HYPERLINK l _Toc130892671 65、什么么是人眼眼对光的的视觉函函数？ PAGEREF _Toc130892671 h 31 HYPERLINK l _Toc130892672 66、人眼眼对光的的视觉函函数这一一特点对对我们了了解LEED有什什么作用用？ PAGEREF _Toc130892672 h 32 HY

13、PERLINK l _Toc130892673 67、为什什么一个个蓝光LLED在在涂上特特殊的荧荧光粉构构成白光光LEDD后，其其辐射光光通量会会比蓝光光的高出出几倍基基至十几几倍？ PAGEREF _Toc130892673 h 32 HYPERLINK l _Toc130892674 68、LEED在照照明应用用中，往往往要知知道这个个LEDD的照度度是多少少，请问问照度的的定义是是什么？知道了了这个LLED的的辐射光光通量，能能否求出出它的照照度？ PAGEREF _Toc130892674 h 33 HYPERLINK l _Toc130892675 70、请问问LEDD光通量量与发

14、光光强度即即光强是是否能相相互转换换？ PAGEREF _Toc130892675 h 34 HYPERLINK l _Toc130892676 71、LEED的发发光强度度Iv与照照度E之间如如何进行行换算？ PAGEREF _Toc130892676 h 34 HYPERLINK l _Toc130892677 72、为什什么说用用积分球球来测量量LEDD的光通通量时，可可以认为为：在积积分球内内表面任任一点位位置上得得到的由由另一部部分反射射出的照照度，不不受点的的位置的的影响？ PAGEREF _Toc130892677 h 35 HYPERLINK l _Toc130892678 7

15、3、为什什么LEED PPN结上上温度升升高会引引起它的的光电参参数退化化？ PAGEREF _Toc130892678 h 36 HYPERLINK l _Toc130892679 75、衡量量LEDD长期使使用性能能退化的的主要指指标是什什么？ PAGEREF _Toc130892679 h 36 HYPERLINK l _Toc130892680 76、什么么是LEED的结结温，它它是如何何产生的的？ PAGEREF _Toc130892680 h 37 HYPERLINK l _Toc130892681 77、简述述结温对对LEDD光输出出的影响响 PAGEREF _Toc130892

16、681 h 38 HYPERLINK l _Toc130892682 79当结结温上升升时，LLED的的发光波波长与颜颜色如何何变化？ PAGEREF _Toc130892682 h 39 HYPERLINK l _Toc130892683 80简述述什么是是热阻？它的定定义和单单位是什什么？ PAGEREF _Toc130892683 h 40 HYPERLINK l _Toc130892684 81LEED PPN结上上最高结结温的含含义是什什么？ PAGEREF _Toc130892684 h 40 HYPERLINK l _Toc130892685 82试述述LEDD器件的的热阻模模型

17、，它它由哪些些部分构构成？各各有什么么特点？ PAGEREF _Toc130892685 h 41 HYPERLINK l _Toc130892686 83为什什么说提提高光效效可降低低结温，试试述提高高光效的的主要途途径 PAGEREF _Toc130892686 h 42 HYPERLINK l _Toc130892687 84试述述热阻在在功率LLED光光源应用用中的作作用 PAGEREF _Toc130892687 h 43 HYPERLINK l _Toc130892688 85、如何何减小LLED的的热阻值值 PAGEREF _Toc130892688 h 44 HYPERLINK

18、 l _Toc130892689 86请简简单介绍绍一下目目前常用用的热阻阻测试方方法： PAGEREF _Toc130892689 h 45 HYPERLINK l _Toc130892690 87何谓谓功率型型LEDD，请介介绍一下下它的发发展概况况： PAGEREF _Toc130892690 h 46 HYPERLINK l _Toc130892691 90LEED工作作时，较较好的驱驱动方法法是什么么方法？ PAGEREF _Toc130892691 h 47 HYPERLINK l _Toc130892692 91.有哪哪些常用用的恒流流驱动LLED的的方法？请作简简单介绍绍。 P

19、AGEREF _Toc130892692 h 48 HYPERLINK l _Toc130892693 93如何何实现LLED的的调光、调调色？请请举一简简单例子子说明。 PAGEREF _Toc130892693 h 50 HYPERLINK l _Toc130892694 94、LEED的“寿命”是什么么样一种种概念？什么是是“浴盆”曲线？ PAGEREF _Toc130892694 h 52 HYPERLINK l _Toc130892695 95、LEED失效效的判据据是什么么？失效效率又如如何？ PAGEREF _Toc130892695 h 54 HYPERLINK l _Toc1

20、30892696 98、是否否可以通通过试验验来剔除除早期失失效的LLED？ PAGEREF _Toc130892696 h 54 HYPERLINK l _Toc130892697 99、什么么是静电电破坏？哪些类类型的LLED容容易受静静电破坏坏导致失失效？ PAGEREF _Toc130892697 h 55 HYPERLINK l _Toc130892698 101、从从哪些方方面着手手改进和和注意可可以提高高LEDD在应用用中的可可靠性，降降低失效效率？ PAGEREF _Toc130892698 h 56 HYPERLINK l _Toc130892699 102、LLED要要进入

21、照照明领域域还存在在哪些问问题，还还要做哪哪些工作作？ PAGEREF _Toc130892699 h 571、光的本本质是什什么，物物体发光光有哪几几种方式式？光是一种能能量的形形态，它它可以从从一个物物体传播播到另一一个物体体，其中中无需任任何物质质作媒介介。通常常将这种种能量的的传递方方式谓之之辐射，其其含义是是能量从从能源出出发沿直直线（在在同一介介质内）向向四面八八方传播播。关于于光的本本质，早早在十七七世纪中中叶就被被牛顿与与麦克斯斯韦分别别以“微粒说说”、“波动说说”进行了了详细探探讨，并并成为当当前所公公论的光光具有“波粒二二重性”的理论论基础。约约1000多年前前，人们们又进

22、一一步证实实了光是是一种电电磁波，更更严格地地说，在在极为宽宽、阔的的电磁波波谱大家家族中。可可见光的的光波只只占有很很小的空空间，如如表1-1所示示。其波波长范围围处在3380nnm-7770nnm表1-1：电磁波波谱波长长区域电磁波谱种种类波长范围nmmcmM长波振荡105无线电波11055微波10-1102红外线0.77103可见光3807770紫外线103990X射线10-350 r射线10-510-11宇宙射线10-55*lm=1102cm=1066m=1109nm之间，包含含了人眼眼可辩别别的紫、靛靛、蓝、绿绿、橙、红红七种颜颜色，它它的长波波方向是是波长范范围在微微米量级级至几十

23、十千米的的红外线线、微波波及无线线电波区区域；它它的短波波端是紫紫外线、xx射线、rr射线，其其中r射射线的波波长已小小到可与与原子直直径相比比拟。物体的发光光方式通通常可分分成二类类，即热热光与冷冷光。所所谓热光光又称之之谓热辐辐射，是是指物质质在高温温下发出出的热。在在热辐射射的过程程中，特特内部的的能量并并不改变变，通过过加热使使辐射得得以进行行下去，低低温时辐辐射红外外光、高高温时变变成白光光。众所所周知，当当钨丝在在真空式式惰性气气氛中加加热至很很高的温温度，即即会发出出灼眼的的白光。其其实，太太阳光就就是一种种最为常常见的白白光，三三棱镜可可将太阳阳光分解解成上述述的七种种颜色，实

24、实验已证证明，只只要采用用其中的的蓝、绿绿、红三三种颜色色，即可可合成自自然界中中所有色色彩，包包括白色色的光，我我们通常常将蓝、绿绿、红三三种颜色色称之为为三原色色。 冷光光是从某某种能源源在较低低温度时时所发出出的光。发发冷光时时，某个个原子的的一个电电子受外外力作用用从基态态激发到到较高的的能态。由由于这种种状态是是不稳定定的，该该电子通通常以光光的形式式将能量量释放出出来，回回到基态态。由于于这种发发光过程程不伴随随物体的的加热，因因此将这这种形式式的光称称之为冷冷光。按按物质的的种类与与激发的的方式不不同，冷冷光可分分为各种种生物发发光、化化学发光光、光致致发光、阴阴极射线线发光、场

25、场致发光光、电致致发光等等多种类类别。萤萤火虫、荧荧光粉、日日光灯、EEL发光光、LEED发光光等均是是一些典典型的冷冷光光源源。2、何谓电电致发光光？半导导体发光光为何属属冷光？所谓电致发发光是一一种直接接电能转转换成光光能的过过程。这这种发光光不存在在尤如白白炽灯那那样先将将电能转转变成热热能，继继而使物物体温度度升高而而发光的的现象，故故将这种种光称之之为冷光光。通常常有二种种电致发发光现象象，ELL屏是利利用固体体在电场场作用下下的发光光现象所所制成的的光源，荧荧光材料料在电场场作用下下，导带带中的电电子被加加速到足足够高的的能量并并撞击发发光中心心，使发发光中心心激发或或电离，激激活

26、的发发光中心心回到基基态或与与电子复复合而发发光，荧荧光材料料（ZnnS）中中不同的的激活剂剂决定了了发光的的颜色。第第二类电电致发光光又称之之为注入入式场致致发光，LLED与与LD就就属于这这类发光光过程。电电致发光光实际上上也是一一种能量量的变换换与转移移的过程程。电场场的作用用使系统统受到激激发，将将电子由由低能态态跃迁到到高能态态，当他他们从高高能态回回到低能能态时，根根据能量量守衡原原理，多多余的能能量将以以光的形形式释放放出来，这这就是电电致激发发发光。发发光波长长取决于于电子的的能量差差： E=hh=hc/=1.24 （22-1） 其中EE= EE1 E2 ，EE是发射射光子所所

27、具有的的能量，以以电子伏伏特为单单位。为光子子波长，以以毫微米为单位。由由式（22-1）可可知，激激发电子子的能量量差E越高高，所发发出的电电子波长长就越短短，颜色色发生蓝蓝移，所所之，激激发电子子能量差差变小，所所发光子子的波长长就会红红移。4、简单介介绍一下下LEDD的发展展历史好好吗？半导体P-N结发发光现象象的发现现，可追追溯到上上世纪二二十年代代。法国国科学家家O.WW.Loossoow在研研究SiiC检波波器时，首首先观察察到了这这种发光光现象。由由于当时时在材料料制备、器器件工艺艺技术上上的限制制，这一一重要发发现没有有被迅速速利用。直直至四十十年后，随随着-族材料料与器件件工艺

28、的的进步，人人们终于于研制成成功了具具有实用用价值的的发射红红光的GGaAssP发光光二级管管，并被被GE公公司大量量生产用用作仪器器表指示示。此后后，由于于GaAAs、GGap等等材料研研究与器器件工艺艺的进一一步发展展，除深深红色的的LEDD外，包包括橙、黄黄、黄绿绿等各种种色光的的LEDD器件也也大量涌涌现于市市场。出于多种原原因，GGap、GGaAssP等LLED器器件的发发光效率率很低，光光强通常常在100mcdd以下，只只能用作作室内显显示之用用。虽然然AlGGaAss材料进进入间接接跃进型型区域，发发光效率率迅速下下降。跟跟随着半半导体材材料及器器件工艺艺的进步步，特别别是MOO

29、CVDD等外延延工艺的的日益成成熟，至至上世纪纪九十年年代初，日日本日亚亚化学公公司（NNichhia）与与美国的的克雷（CCreee）公司司通过MMOCVVD技术术分别在在蓝宝石石与SiiC衬底底上生长长成功了了具有器器件结构构的GaaN基LLED外外延片，并并制造了了亮度很很高的蓝蓝、绿及及紫光LLED器器件。超高亮度LLED器器件的出出现，为为LEDD应用领领域的拓拓展开辟辟了极为为绚丽的的前景。首首先是亮亮度提高高使LEED器件件的应用用于从室室内走向向室外。即即使在很很强的阳阳光下，这这类cdd级的LLED管管仍能熠熠熠发亮亮，色彩彩斑斓。目目前已大大量应用用于室外外大屏幕幕显示、汽

30、汽车状态态指示、交交通信号号灯、LLCD背背光与通通用照明明领域。超超高亮LLED的的第二个个特征是是发光波波长的扩扩展，IInGaaAlPP器件的的出现使使发光波波段向短短波扩展展到5770nmm的黄绿绿光区域域，而GGaN基基器件更更使发光光波长短短扩至绿绿、蓝、紫紫波段。如如此，LLED器器件不但但使世界界变得多多彩，更更有意义义的是使使固态白白色照明明光源的的制造成成为可能能。与常常规光源源相比，LLED器器件是冷冷光源，具具有很长长的寿命命与很小小的功耗耗。其次次，LEED器件件还具有有体积小小，坚固固耐用，工工作电压压低，响响应快，便便于与计计算机相相联等优优点。统统计表明明，在二

31、二十世纪纪的最后后五年内内，高亮亮LEDD产品的的应用市市场一直直保持着着40%以上的的增长率率。随着着世界经经济的复复苏以及及白色照照明光源源项目的的启动，相相信LEED的生生产与应应用会迎迎来一个个更大的的高潮。5、请问照照明光源源的基本本种类与与主要性性能有哪哪些？照明光源种种类当代照明光光源可分分成白炽炽灯，气气体放电电灯、固固态光源源三大类类。其详细分类类如表55-1所所示主要光源的的技术指指标（表表5-11）光源种类光效（lmm/w）显色指数（RRa）色温（K）平均寿命（GG）白炽灯1510028001000卤钨灯2510030002000-50000普通荧光灯灯7070全系列10

32、0000三基色荧光光灯9380-988全系列120000紧奏型荧光光灯6085全系列8000高压汞灯50453300-430006000金属卤灯物物灯75-95565-9223000/45000/5560006000-200000高压钠灯100-112023/600/8551950/22000/225000240000低压钠灯200851750280000高频无极灯灯50-700853000-40000400000-8000000固体白灯20755000-10000010000006、如何描描述LEED的基基本特性性？LED作为为一个电电致发光光的P-N结器器件，其其特性可可通该PP-N结结的

33、电学学参数，以以及作为为一个发光器件的的光学参参数来进进行描述述。伏安特性是是描述一一个P-N结器器件的重重要参数数，它是是P-NN结性能能，P-N结制制作工艺艺优劣的的重要标识。所所谓伏安安特性，即即是流过过P-NN结的电电流随电电压变化化的特性性，在示示波器上上能十分分形象地地展示这这种变化化。一根根完整的的伏安曲曲线包括括正向特特性与反反向特性性。通常常，反向向特性曲曲线变化化较为陡陡峭，当当电压超超过某个个阈值时时，电流流会出现现指数式式上升。通通常可用用反向击击穿电压压，反向向电流和和正向电电压三个个参数来来进行伏伏安特性性曲线的的描述。正向电压VVF 是指指额定正正向电流流下器件件

34、二端的的电压降降，这个个什既与与材料的的禁带宽宽度有关关，同时时也标识识了P-N结的的体电阻阻与欧姆姆接触电电阻的高高低。VVF的大小小一定程程度上反反映了电电极制作作的优劣劣。相对对于200毫安的的正向电电流，红红黄光类类LEDD的VFF值约为为2伏，而而GaNN基兰绿绿光类LLED器器件的VVF值通常常大于33伏。反反向漏电电流IRR是指给给定的反反向电压压下流过过器件的的反向电电流值，这这个值的的大小十十分敏感感于器件件的质量量。通常常在5伏伏的反向向电压下下，反向向漏电流流应不大大于是110微安安，IRR过大表表明结特特性较差差。反向向击穿电电压是指指当反向向电压大大于某一一值时，反反

35、向漏电电电流会会急剧增增大，反反映了器器件反向向耐压的的特性。对对一个具具体器件件而言，漏漏电流大大小的标标准有所所不同，在在较为严严格的情情况下，要要求在规规定电压压下，反反向漏电电流不大大于100微安。除了电学特特性，还还需采用用一系列列的光学学参数来来描述LLED器器件的性性能，其其中较为为重要的的参数为为器件的的峰值波波长与光光强。可可见光属属电磁波波范畴，通通常可以以用波长长来表达达人眼所所能感受受到的。可可见光的的辐射能能量，一一般可见见光的波波长范围围在3880nmm7600nm之之间，波波长越长长，其相相应的光光子能量量就越低低，光的的颜色也也显得越越红，当当光子的的波长变变短

36、时，光光将逐渐渐由红转转黄，进进而变绿绿变兰，直直至变成成紫色。对对于一个个LEDD器件，其其所发的的光会在在峰值P处有所所展开，其其波长半半宽度通通常为11030nnm，半半宽度越越越小，说说明LEED器件件的材料料越纯，性性能越均均匀，晶晶体的完完整性也也越好。光光强是衡衡量LEED性能能优劣的的另一个个重要参参数，通通常用字字母Ivv来表示示。光强强的定义义是，光光在给定定方向上上，单位位立体角角内发了了1流明明的光为为1烛光光，其单单位用坎坎德拉（ccd）表表示。其其关系可可用公式式（6-1）表表征： Ivv=d/d （6-1）式中的单单位为流流明，IIv的单单位即是是cd，dd是单位

37、位立体角角，单位位为度。一一个超亮亮LEDD芯片的的法向光光强一般般在3001200mcdd之间，封封装成器器件后，其其法向光光强通常常要大于于1cdd.光通量是判判别LEED发光光效率的的一个更更为客观观的参量量，它表表示单位位时间内内电发光光体发出出的光能能的大小小，单位位为流明明（lmm）。通通常白炽炽灯与荧荧光灯的的光效分分别为115lmm/w与与60llm/ww，灯泡泡的功率率越大，光光通量越越大。对对于一个个性能较较高的LLED器器件，光光效为220lmm/w，实实验室水水平也有有达到1100llm/ww的。为为使LEED器件件更快地地用于照照明，必必须进一一步提高高LEDD器件的

38、的发光效效率，估估计100年后，LLED的的光效可可达2000lmm/w。届届时，人人类将会会迎来一一个固态态光源全全面替代代传统光光源的新新时代。7、传统光光源相比比，LEED光源源有哪些些优点？LED作为为一个发发光器件件，之所所以备受受人们关关注，是是有其较较其他发发光器件件优越的的方面，归归纳起来LEED有下下列一些些优点：工作寿命长长：LEED作为为一种导导体固体体发光器器件，较较之其他他发光器器具有更更长的工工作寿命。其亮亮度半衰衰期通常常可达到到十万小小时。如如用LEED替代代传统的的汽车用用灯，那那么它的的寿命将将远大于于汽车本本体的寿寿命，具具有终身身不用修修理与更更换的特特

39、点。耗电低：LLED是是一种低低压工作作器件，因因此在同同等亮度度下，耗耗电最小小，可大大量降低低能耗。相反反，随着着今后工工艺和材材料的发发展，将将具有更更高的发发光效率率。人们们作过计计算，假假如日本本的照明明灯具全全部用LLED替替代，则则可减少少二座大大型电厂厂，从而而对环境境保护十十分有利利。响应时间快快：LEED一般般可在几几十毫秒秒（nss）内响响应，因因此是一一种告诉诉器件，这这也是其他光源源望尘莫莫及的。采采用LEED制作作汽车的的高位刹刹车灯在在高速状状态下，大大提高了了汽车的的安全性性体积小，重重量轻、耐耐抗击：这是半半导体固固体器件件的固有有特点。彩彩LEDD可制作作各

40、类清晰精致的的显示器器件。易于调光、调调色、可可控性大大：LEED作为为一种发发光器件件，可以以通过流流过电流流的变化化控制亮度，也也可通过过不同波波长LEED的配配置实现现色彩的的变化与与调节。因因此用LLED组组成的光光源或显显示屏，易易于通过过电子控控制来达达到各种种应用的的需要，与与IC电电脑在兼兼容性无无比毫困困难。另另外，LLED光光源的应应用原则则上不受受窨的限限制，可可塑性极极强，可可以任意意延伸，实实现积木木式拼装装。目前前大屏幕幕的彩色色显示屏屏非LEED莫属属。（6）用LLED制制作的光光源不存存在诸如如水银、铅铅等环境境污染物物，不会会污染环环境。因因此人们们将LEED

41、光源源称为“绿色”光源是是受之无无愧的。9、何谓绿绿色照明明光源？它有哪哪些特点点？所谓绿色照照明光源源就是指指通过科科学的照照明设计计，具有有效率高高、寿命命长、安安全和性性能稳定定的照明电器器产品（包包括电光光源、灯灯用电器器附件、灯灯具配线线器材、以以及调光光控制器器和控光光器件）。通通过绿色色照明光光源的使使用，改改善与提提高人们们工作、学学习、生生活的条条件和质质量，从从而创造造一个高高效、舒舒适、安安全、经经济、有有益的环环境，并并充分体体现现代代文明的的照明环环境。119911年1月月，美国国环保局局（EPPA）首首先提出出 实施施“绿色照照明（GGreeen llighhtin

42、ng）”和推出出“绿色照照明工程程（Grreenn liighttingg prrogrram）”的概念，并很快得到联合国的支持和许多发达国家的重视，并积极采取相应的政策和技术措施，推进绿色照明工程的实施和发展。1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程事半功倍于1996年正式列入国家计划。节能与环保保是我国国经济发发展的二二项基本本要素。据据最新统统计，我我国照明明年用电电达20000亿亿度，占总发电量量的122%，约约为2个个半三峡峡满负荷荷的发电电量。如如能用高高效固态态白光光光源替代代部分目目前的通通用电光光源，特特别是白白炽灯，就就可节省省下一半半约1000000亿度的的

43、电量。另另外有资资料显示示，直接接燃烧一一吨煤将将向空中中排放上上百公斤斤的SOO2、NOO2、粉尘尘与COO2，将会会大面积积破坏大大气与气气候环境境，采用用固态光光源替代代通用照照明光源源后，就就可使我我国减小小数亿吨吨级的大大气污染染，有效效地保护护地球的的生态环环境。10、为什什么说221世纪纪将迎来来照明产产业自爱爱迪生发发明白炽炽灯以来来又一次次产业革革命？目前市场上上流行的的照明器器材，无无论是白白炽灯还还是荧光光灯，或或是气体体放电灯灯，均为为真空或或充气状状态的玻玻壳制品品。而固固态白光光是一种种纯固体体的白色色发光源源，这种种光源由由半导体体材料制制成，又又称之为为半导体体

44、白光器器件，或或是LEED发光光器件。高高亮LEED的出出现特别别是GaaN基蓝蓝绿色LLED的的崛起使使LEDD的用途途发生了了革命性性的变革革从指指示灯转转向了照照明。上上世纪末末的白色色LEDD的发明明，使用用权人类类的照明明产业进进入了一一个崭新新的时期期。由于于人类照照明革命命的巨大大市场与与对人类类生存及及发展的的无限意意义，可可以毫不不夸张地地认为，即即将发生生的照明明革命，其其意义与与深远影影响绝不不来于上上二个世世纪发生生的二次次技术革革命（蒸蒸汽机时时代与微微电子时时代）。二二十一世世纪让我我们进入入了一个个固体照照明的新新时代。科学家预言言，二十十一世纪纪将是微微电子和和

45、光电子子协同作作战，共共同发挥挥作用的的时代。微微电子和和光电子子是信息息技术赖赖于迅猛猛发展的的二个轮轮子，缺缺一不可可。而固固态照明明正是二二十一世世纪科技技进步的的最新成成果。半半导体照照明的早早日实现现将使用用权长达达1200多年的的从爱迪迪生发明明白炽灯灯开始的的传统照照明时代代划上圆圆满的句句号。这这不但是是人类照照明历年年与照明明技术的的巨大革革命，更更会对人人类生活活的改善善带来革革命性的的推动作作用，是是对人类类进步过过程的一一个巨大大贡献。由于 LEED在照照明方面面的发展展潜力，一一些先进进国家与与地区对对LEDD的发展展制定了了国家级级的发展展计划。日日本从119988

46、年开始始实施“21世世纪光计计划”，预计计20110年白白光LEED的发发光效率率达到1120llm/ww，到220200年希望望能取代代50%的白炽炽灯及全全部荧光光灯。美美国也投投入5亿亿美元巨巨资，启启动“下一代代照明光光源计划划”，旨在在未来4400亿亿美元的的照明光光源市场场的竞争争中能领领先于日日本，欧欧洲与韩韩国，打打算到220200年使用用LEDD的发光光效率达达到2000lmm/w，远远远超过过目前各各类传统统照明光光源的效效率。预预测到220100年，美美国将有有55%的白炽炽灯和荧荧光灯被被半导体体灯所替替代，每每年可节节电3550亿美美元。此此外，韩韩国、西西欧、台台湾

47、与中中国大陆陆都在紧紧锣密鼓鼓启动各各自的“半导体体照明计计划”。如同同晶体管管替代电电子管一一样，半半导体灯灯替代传传统照明明光源的的浪潮，必必将汹涌涌澎湃，势势如破竹竹，成为为二十一一世纪的的大势所所趋，无无可阴挡挡。面对对半导体体照明市市场的巨巨大诱惑惑，世界界三大照照明工业业巨头，通通用电气气、飞利利浦、欧欧司朗等等大公司司纷纷与与半导体体公司合合作成立立半导体体照明企企业，一一场抢占占半导体体照明新新兴产业业制高点点的争夺夺战已经经在全球球打响。12、哪些些产业是是LEDD产业链链的构成成部分？LED产业业链大致致可以分分为五个个部分。一一、原材材料。二二、LEED上游游产业，主主要

48、包括括外延材材料和芯芯片制造造。三、LLED中中游产业业，主要要包括各各种LEED器件件和封装装。四、LLED下下游产业业，主要要包括各各种LEED的应应用产品品产业。五五、测试试仪器和和生产设设备。关于LEDD上游、中中游和下下游产业业，下面面将有详详细介绍绍这里重重点介绍绍原材料料产业和和测试仪仪器和生生产设备备产业。LED发光光材料和和器件的的原材料料包括衬衬底材料料砷化镓镓单晶、氮氮化铝单单晶等。它它们大部部分是IIII-V族化化合物半半导体单单晶，生生产工艺艺比较成成熟，已已有开启启即用的的抛光征征供货。其其他原材材料还有有金属高高纯镓，高高纯金属属有机物物源如三三甲基镓镓、三乙乙基

49、镓、三三甲基烟烟、三甲甲基铝等等，高纯纯气体氨氨、氮氢氢等。原原材料的的纯度一一般都要要在6NN以上。封封装材料料有环氧氧树脂、AABS、PPC、PPPD等等。外延材料的的测试仪仪器主要要有x射射线双晶晶衍射仪仪，荧光光谱仪、卢卢瑟福背背散射沟沟道谱仪仪等。芯芯片、器器件测试试仪器主主要有LLED光光电特性性测试仪仪，光谱谱分析仪仪等，主主要测试试参数为为正反向向电压、电电流特性性、法向向光强、光光强角分分布、光光通量、峰峰值波长长、主波波长、色色光标、显显色指数数等。生生产设备备则有MMOCVVD设备备、液相相外延炉炉、镀膜膜机、光光刻机、划划片机、全全自动固固晶机、金金丝球焊焊机、硅硅铝丝

50、超超声压焊焊机、灌灌胶机、真真空烘箱箱、芯片片计数仪仪、芯片片检测仪仪、倒膜膜机、光光色电全全自动分分选机等等。18、当前前我国LLED产产品与国国际先进进相比，主主要差距距在哪里里？当前我国LLED产产业与国国际先进进相比，差差距主要要反映在在产品水水平较低低和研发发能力不不足上。从从产品水水平方面面看越到到上游，水水平差距距越大。如如LEDD屏幕技技术，与与国外先先进水平平差距不不大，道道路交通通信号灯灯技术水水平与国国外先进进水平略略有差距距，差距距最大的的是外延延方面，主主要反映映在光学学性能上上，还反反映在均均匀性和和成品率率上，如如InGGaAllP外延延片制成成的芯片片，国外外最

51、高已已达20003300mmcd/20mmA，而而国内仅仅10002000。IInGaaN蓝光光和绿光光数据也也相差近近一倍。至至于在新新产品的的研发能能力上，差差距显得得更大些些，目前前我们外外延产品品的结构构，还全全是仿照照他人的的，应积积极开展展创新型型研发工工作，做做出具有有我们自自主知识识产权的的东西来来。在大大功率LLED芯芯片的研研发上，发发光效率率也大致致相当于于先进水水平的一一半，如如白光在在日本日日立和美美国Luumilled公公司已有有50llm/ww的产品品，而我我们研发发的最高高水平仅仅为255.7llm/ww，发光光效率只只有199.3llm/ww。大功功率LEED

52、用国国外芯片片能封出出30llm/ww器件。低低档和中中档的各各种形状状的LEED我国国现在都都能生产产。在LLED大大屏幕产产品水平平上还有有一定差差距，而而在应用用产品的的开发上上，如液液晶背光光源，汽汽车灯方方面也有有一定差差距。诚然经过努努力，我我们也有有一些开开发产品品具备了了国际上上的先进进水平。如如硅衬底底上外延延InGGaN，已已取得330mccd/220mAA的芯片片成果。而而在道路路交通信信号灯和和航标灯灯方面也也达到了了与国际际先进相相当的产产品水平平，并取取得了较较好的市市场业绩绩。值得高兴的的是，近近二年，特特别是国国家半导导体照明明工程启启动以来来，产品品水平和和开

53、发水水平提高高的速度度明显加加快，出出现上、中中、下游游全面启启动的好好现象，按按这样的的发展趋趋势，逐逐步赶上上国际先先进水平平是指日日可待的的。19LEED的发发光源是是PNN结，是是如何制制成的？哪些是是常用来来制造LLED的的半导体体材料？发光二极管管的实质质性结构构是半导导体PNN结。在在PN结结上加正正向电压压时注入入少数载载流子，少少数载流流子的复复合发光光就是发发光二极极管的工工作机理理。PNN结就是是指在一一单晶中中，具有有相邻的的P区和和N区的的结构，它它通常是是在一种种导电类类型的晶晶体上以以扩散、离离子注入入或生长长的方法法产生另另一种导导电类型型的薄层层来制得得的。如

54、如曾用离离子注入入法制成成碳化硅硅蓝色LLED，用用扩散法法制成GGaAss、GaaAs00.600P0.40/GaAAs0.35PP0.665：NN/GaaP、GGaAss0.115P00.855：N/GaPP、GaaP：ZZnO/GaPP的红外外、红光光、橙光光、黄光光、红光光LEDD，而GGaAllAs、IInGaaN、IInGaaAlPP超高亮亮度LEED都是是由生长长结制成成，效率率较高的的GaAAs、GGaP：ZnOO/GaaP和GGaP：N/GGaP LEDDPN结结也是用用生长结结制成的的。生长长结一般般较扩散散法和离离子注入入法是过过补偿制制成PNN结，无无用杂质质过多且且造

55、成晶晶体质量量下降，缺缺陷增多多，使用用权非辐辐射复合合增加，导导致发光光效率下下降。常用来制造造LEDD的半导导体材料料主要有有砷化镓镓、磷化化镓、镓镓铝砷、磷磷砷化镓镓、铟镓镓氮、铟铟镓铝磷磷等IIII-VV族化合合物半导导体材料料，其他他还有IIV族化化合物半半导体碳碳化硅、III-VVI族化化合物硒硒化锌等等。22、当前前生产超超高亮LLED的的外延方方法主要要有几种种？什么么是MOOCVDD？当前生产超超高亮LLED的的外延方方法主要要有两种种，即液液相外延延生产AAlGaaAs LEDD和金属属有机物物化学气气相淀积积（MOOCVDD）生产产AlGGaAss、AllGaIInP和和

56、InGGaN LEDD。其中中尤以MMOCVVD方法法为主。一九六八年年，Maanesseviil等人人用三甲甲基镓（TTMG）做做镓源AAsH33做Ass源，HH2作载气气在绝缘缘衬底（AAl2O3 、MMgAllO4 等）上上首次成成功地气气相淀积积了GaaAs外外延层，创创立了金金属有机机物化学学气相淀淀积技术术。后来来的研究究表明这这是一种种具有高高可靠性性、控制制厚度、组组成惨杂杂浓度精精度高，垂垂直性好好、灵活活性大、非非常适合合于进行行IIII-V族族化合物物半导体体及其溶溶体的外外延生长长，也可可应用于于II-VI族族等，是是一种可可以实现现像硅外外延那样样大规模模生产的的工艺

57、，具具有广阔阔发展前前途，目目前是生生产AllGaIInP红红色和黄黄色LEED和IInGaaN蓝色色、绿色色和白色色LEDD的可工工业化方方法。由于MOCCVD的的晶体生生长反应应是在热热分解中中进行的的，所以以又叫热热分解法法。通常常用IIII族烷烷基化合合物（AAl、GGa、IIn等的的甲基或或乙基化化合物）作作为IIII族源源，用VV族氢化化物（NNH3、PHH3、AssH3等作为为V族源源。由IIII族族烷基化化合物在在室温附附近是蒸蒸气压较较高的液液体，所所以用氢氢气作载载气鼓泡泡并使之之饱和，再再将其与与V族氢氢化物一一起通入入反应炉炉中，即即在加热热的衬底底上进行行热分解解，生

58、成成化合物物晶体淀淀积在衬衬底上。先进的MOOCVDD设备应应具有一一个同时时生长多多片均匀匀材料，并并能长期期保持稳稳定的生生长系统统。设备备的精确确过程控控制是保保证能重重复和灵灵活地进进行生产产优质外外延材料料的必要要条件。所所以设备备应具有有对载气气流量和和反应剂剂压力的的精密控控制系统统，并配配备有快快速的气气体转换换开关和和压力平平衡装置置。将用用合适结结构，使使用权热热场均匀匀，并保保证具有有满意的的结晶质质量和表表面形貌貌和外延延炉内、片片与片、炉炉与炉之之间的均均匀性。目前国际上上供应MMOCVVD设备备的公司司主要有有三个，即即美国VVeecco公司司、德国国的Aiixtr

59、ron公公司和美美国的TThommas Swaan公司司。27、请可可否能深深入浅出出地介绍绍一下LLED芯芯片的制制造流程程。LED芯片片制造主主要是为为了制造造有效可可靠的低低欧姆接接触电极极能满足足可接触触材料之之间最小小的压降降及提供供焊线的的压垫，同同时要满满足尽可可能多的的出光。主主要流程程如图227-11外延材料检验外延材料检验清洗镀膜光刻合金入库包装检测切割 图图27-1镀膜工艺一一般用真真空蒸镀镀方法，其其主要在在1.333*110-44pa高高真空下下用电阻阻加热或或电子束束轰击加加热方法法使材料料熔化在在低气压压下变成成金属蒸蒸气沉积积在半导导体材料料表面，一一般所用用P

60、型的的接触金金属的包包括AuuBe,AuZZn等，NN面的接接触金属属常采用用AuGGeNii合金，镀镀膜工艺艺中最常常出现的的问题是是镀膜前前的半导导体表面面清洗，半半导体表表面的氧氧化物，油油污等杂杂质清洗洗不干净净往往造造成镀膜膜不牢，镀镀膜后形形成的合合金层还还需要通通过光刻刻工艺将将发光区区尽可能能多露出出来，使使留下来来的合金金层能满满足有效效可靠的的低欧姆姆接触电电极，及及焊线压压垫的要要求，正正面最常常用到的的形状是是圆形，对对背面来来说若材材料是透透明的也也要刻出出圆形如如图277-2所所示正面电极正面电极背面电极 图277-2光刻工序结结束后还还要通过过合金化化过程。合合金