led燈珠等級珠照明技術路線改進路線
LED燈珠照明技能線路包孕了外延、襯底、封裝、白光LED燈珠種類等多方面。紅色、綠色、藍色LED燈珠是由磷、砷、氮等的III-V族化合物如砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)和氮化鎵(GaN)等半導體系體例成的。
一、LED燈珠外延led燈珠的價格技能近十多年業界經由過程改良外延生長工藝使患上位錯密度獲得了較年夜的改良。可是主流白光照明用藍光LED燈珠的氮化鎵GaN與襯底間晶格以及熱膨脹系數的不匹配仍致使了很高的位錯密度。一直以來,經由過程研究LED燈珠外延技能來最年夜限度地降低缺陷密度、提高晶體質量是LED燈珠技能尋求的方針。LED燈珠的外延片是LED燈珠的焦點部門,LED燈珠的波長、正向電壓、亮度或者發光量等光電參數基本上都取決于外延片質料。外延技能以及裝備是外延片制造技能的要害,金屬有機物氣相沉積技能(MOCVD)是生長III-led燈珠規格年夜全V族、II-VI族以及合金薄層單晶的重要要領。外延片的位錯作為不發光的非輻射復合中央,對于器件的光電機能具備很是主要的影響。
LED燈珠外延布局及外延技能研究 :
①LED燈珠通例的生長技能包孕大批子阱宿世長低In組分的InGaN預阱開釋應力,并充任載流子“蓄池塘”,再升溫生長GaN壘層以提高壘層的晶體質量,生長晶格匹配的InGaAlN壘層或者生長應力互補的InGaN/AlGaN布局等。 量子阱有源區InGaN/GaN量子阱有源區是LED燈珠外延質料的焦點,生長InGaN量子阱的要害是節制量子阱的應力,減小極化效應的影響。
②顛末多年的成長,LED燈珠的外延層布局以及外延技能已經比力成熟,LED燈珠的內量子效率已經可達90%以上,紅光LED燈珠的內量子效率甚至已經靠近100%。但在年夜功率LED燈珠研究中,發明年夜電流注入下的量子效率降落較顯著,被稱為Droop效應。GaN基LED燈珠的Droop效應的緣故原由比力偏向因而載流子的局域化,從有源區走漏或者溢出,和俄歇復合。試驗發明接納較寬的量子阱來降低載流子密度以及優化P型區的電子攔截層均可緩解Droop效應。
LED燈珠外延布局及外延技能研究中的其它詳細技能有:
①外貌粗化技能LED燈珠外延外貌粗化就是相稱于轉變出射角度防止出射光的全反射提超出跨越光率，因為外延質料的折射率與封裝質料差別致使部門出射光將被反射回到外延層。工藝上直接對于外延外貌舉行處置懲罰,輕易毀傷外延有源層,并且透明電極更難建造,經由過程轉變外延層生長前提到達外貌粗化是可行之路。
②襯底剝離技能LED燈珠藍寶石襯底激光剝離技能是基于GaN同質外延剝離成長的技能,哄騙紫外激光照射襯底,熔化過渡層剝離,2003年OSRAM用此工藝剝離藍寶石,將出光率提至75%,是傳統的3倍,并形成為了出產線。
③LED燈珠倒裝芯片技能 據美國Lumileds公司數據,藍寶石襯底的LED燈珠約增長出光率1.6倍。
④LED燈珠全方位反射膜 除了出光正面以外,把其它面的出射光盡可能全反射回外延層內,終極晉升從正面的出光率。
⑤LED燈珠二維光子晶體的微布局 可提超出跨越光效率,2003年9月日本松下電器建造出了直徑1.5微米,高0.5微米的高低光子晶體的LED燈珠,出光率提高60%。
二、襯底技能LED燈珠經常使用的芯片襯底技能線路重要有藍寶石襯底、碳化硅襯底、硅襯底三年夜類,還有研制中的氮化鎵、氧化鋅等。
對于襯底質料提出要求:
①LED燈珠襯底與外延膜層的化學不變性匹配，襯底質料要有好的化學不變性,在外延生長的溫度以及氛圍中不容易分化以及腐化,不與外延膜孕育發生化學反映使外延膜質量降落;
② LED燈珠襯底與外延膜層的熱膨脹系數匹配，熱膨脹系數相差過年夜,將使外延膜生長質量降落,在器件事情歷程中,還可能因為發燒而造成器件的毀壞;
③LED燈珠襯底與外延膜層的布局匹配，二者質料的晶體布局不異或者鄰近,則晶格常數掉配小、結晶機能好、缺陷密度低。我國LED燈珠硅襯底技能今朝取患了技能沖破,正在起勁向年夜范圍財產化運用成長。今朝,已經年夜量用于商品化的GaN基LED燈珠的襯底只有藍寶石以及碳化硅襯底。其它可用于GaN基LED燈珠的襯底質料另有離財產化另有相稱一段間隔的GaN同質襯底、ZnO襯底。
