侧面倾斜与粗糙化提高gan基led出光效率的分析

《侧面倾斜与粗糙化提高gan基led出光效率的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、命超长，可长期免维护。耐酸、耐碱、耐腐蚀，可用于恶劣环境。(9)发光效率高“1。LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。LED光效经改良后将达到达50～200流明／瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。§1．3半导体材料的发展历史(1)Ge、Si单元素为主的第一代半导体材料。在半导体的发展历史上，1990年代之前，作为第一代的半导体材料以硅(包括锗)材料为主元素半导体占统治地位。1965年世界上的第一只商用化LED诞生，用锗制成，单价45美元，为红光LED，发光效率0．1lm／w(流明／瓦)。(2)砷化镓(GaAs)为代表的第二

2、代窄禁带半导体化合物材料。但随着信息时代的来临，当人们对信息的存储、传输及处理的要求也越来越高时，以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体化合物材料显示了其巨大的优越性。(3)以氮化物(包括SiC、ZnO等宽禁带半导体)为代表的III至V族第三代宽禁带半导体化合物材料。据半导体材料禁带宽度的不同，可分为宽禁带半导体材料与窄禁带半导体材料．若禁带宽度Eg<2ev(电子伏特)，则称为窄禁带半导体，如锗(Ge)、硅(Si)、砷化镓(GaAS)以及磷化铟(InP)：若禁带宽度Eg>2ev，则称为宽禁带半导体”’，如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、4H碳化硅(4H—SiC

3、)、6H碳化硅(6H—SiC)、氮化铝(AIN)以及氮化镓铝(ALGaN)。宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子迁移速率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强，以及良好的化学稳定性。§1．4LED的发展历史如图1．3所表明的，近四十年来LED经历了如下的发展历史[211962年由Holonyak幂fJ用GaAsP材料制成了世界上第一批LED，这第一批LED都是红光的，其发光效率近似为0．1lm／W，可以说发光效率非常的低。4图1．3近四十年来LED的发展历史1965年世界上的第一只商用化LED诞生，用锗制成，单价45美元，为红光LED，发光效率0．1

4、lmA(流明／瓦)。1968年利用半导体掺杂工艺使GaAsP材料的LED的发光效率达N1im／W，并且能够发出红光、橙光和黄光。1971年出现GaP材料的绿光LED，发光效率也达NIim／w。90年代，四元系AIGalnP／GaAs晶格匹配材料的使用，使得LED的发光效率提高到几十1m／W．美国惠普公司利用截角倒金字塔(TIP)管芯结构得到的桔红光的效率达至lJlOOlm／w．1997年，Schlotter等人和Nakamura等人先后发明了用蓝光管芯加黄光荧光粉封装成自光LED．2001年Kafmann等人用UVLED激发三基色荧光粉得到白光LED过去的几年中，自

5、光LED引起了LED产业界和学术界的广泛重视．日本日亚公司利用蓝光LED激发黄粉和红粉得到白光LED，发光效率达至U60lm／W；美国Cree公司用SiC衬底生长的GaN基LED制备的白光LED发光效率701m／W(2003年12月)。同时功率型白光LED的封装也被许多厂商所重视，尤以美国的Lumileds公司的进展最为迅速，他们已经使用fliw-chip-F艺研制出4组1×imm蓝光芯片用黄光荧光粉封装的LED灯，1400mA电流下的光通量达到1871m111§1．5LED制造工艺GaN基LED制造工艺大致可以分为以下四个过程。(a)：制造衬底。例如GaAs、A1

6、203、SiC等。(b)：制造发光二极管外延片。制造途径有MBE(MolecularBeamEpitaxy一分子束外延)，MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition---金属有机气相沉积法)，HvPE(HydrideVaporPhaseEpitaxy⋯氢化物气相外延法)。①：MBE(MolecularBeamEpitaxy～分子束外延)生长温度低(600℃)、可精确控制薄膜厚度和组分、P型薄膜掺杂浓度高，适于生长要求界限分明、组分控制精度高的器件结构。生长速率太慢②：MOC、，D(MetalOrganicChemicalVap

7、orDeposition--金属有机气相沉积法)MOCVD工艺方法““““”’由于生产设备相对简单，造价低，生长速度适中，可以比较精确的控制膜厚，特别适合大规模工业生产，目前已经成为使用最多，生长材料和器件质量最高的方法。Ga(CH3)；+峭』马刚+3吼(1．1)③：HVPE“”(HydrideVaporPhaseEpitaxy一氢化物气相外延法)GaCI+NH3叫G州+砌+见(1．2)(c)：制造芯片。一般经过光刻，干法或者湿法腐蚀，做P型和N型电极，划片等过程。一片2直径英寸的外延片可以加工10000多个LED芯片。(d)：封状成成品。LED的封装的任务的是