最新LED结构及原理讲述ppt课件.ppt

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1、LED结构及原理讲述也是翻过来top-down，InP为基板，1.35eV,也会吸可见光，但图中为红外LED。如何看出红外：InGaAsP：1.33-1.5eV，发光层是narrowbandgap材料，上下2个InP都是largebandgap材料，标准的双异质结，无需再衬底挖洞，让光出来。没有翻过来，没有用到异质结构，简单的pn型，GaP:N是发光层，GaP:简介带隙，效率不高，2.26eV，接近绿光。制造过程结构特点（电极）好处是什么不用牺牲一部分发光区域，SiC基板导电。有什么问题早期红黄光LEDG

2、aP/AlGaInP/GaAsabsorbingsubstrate：GaAs5-10um的薄膜20-50um光到下面后，会被金属反弹回来VPE（Vaporousphaseepitaxy)气相外延生长NoneabsorbingredyellowLED结构，假设是GaP基板不加窗口层，直接把p-typecontactelectrode接在上面产生问题：接触电极很薄，电流来不及散开，直接向下流电流不散开，集中在金属电极的下面，电流密度会非常高，致使光电转换效率下降（经验：物理曲线数值增大到一定程度，就会趋缓，达

3、到饱和）。原因:可能是热效应，也可能是其它饱和效应，，使光电转换效率开始衰竭。因此，不希望在某个特定区域，电流密度太高。如果电流无法散开，过于集中在金属电极区域，会使绝大部分的发光也集中在金属电极区域下方，当光打到金属接触区域时，会被挡住，使光线无法散开。如何使光能够散开？withwindowlayer加一层很厚的窗口层，其厚度是发光层厚度的十倍、甚至百倍。因为这一层很厚，电流有足够的机会散开。散开之后的作用：1、使各点的电流密度降低，光电转换效率就可以提高；2、使发光区域变大，被上面金属挡住的区域所占比

4、例就会减小，LED发光效率就会有较大提升。HighBrightnessBlueLEDs蓝宝石基板、低温生长缓冲层（累晶质量不太好）、高品质n-GaN、大bandgap材料、中间夹MQW结构（InGaN是narrowbandgap区域，GaN是largebandgap区域，长5-10个周期）、再长largebandgapp型层。n-electrode要吃掉一部分累晶层区域，直到n型区域，将n型金属接触做在上面。此结构遇到一个问题：电流散不开，怎么办？电流都集中在p-contact下面，发出的光都在p-con

5、tact下面，是否可以加窗口层？无法加很厚的窗口层。原因：蓝宝石基板和GaN晶格不匹配，在1000度长完晶后，降温过程中，外延层开始弯曲，因此，上面的累晶层不能长太厚，事实上，其总厚度大约在5um以下，蓝宝石的厚度在大约300-400um之间；如果累晶层厚度超过10或20um，冷却后，弯到一定程度，累晶层就会裂开，因此，无法长很厚的GaN窗口层，要解决此问题，必须想其他办法。p-contact下面长一层特殊材料：会导电，又能透过可见光。2种可能选择：A、仍然用金属，只是把金属变得很薄，但金属变薄后，出现新

6、问题，其导电能力会迅速下降，电流散开的能力会随之降低。B、ITO（透明导电材料）HighBrightnessLEDsonCIEChromaticityDiagram（RGBLED都包括）高亮度LED在色坐标图中的标准位置R,G,B三色LED的光谱分布图：红光LED的半高宽，即波长分布最窄；绿光LED半高宽较宽；蓝光LED的半高宽介于二者之间。因为不是很理想的单一波长的光，因此不会刚好落在色坐标图边缘上。红光的半高宽小，离边缘近；绿光偏向中间，525、505、498nm，；另外，设计色坐标时，绿光被刻意拉大

7、也是一个原因；蓝光也比较靠近边缘。626,615,605,590……..为λp：最高强度所对应的波长。LED芯片介绍1、LED芯片分类介绍2、不同结构LED芯片的性能简介3、垂直结构LED芯片的制成Led芯片的结构LED芯片有两种基本结构，水平结构（Lateral）和垂直结构（Vertical）。横向结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧，电流在n-和p-类型限制层中横向流动不等的距离。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的p-类型限制层作为第二电极，使得电流

8、几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积。制造垂直结构LED芯片技术主要有三种方法：一、采用碳化硅基板生长GaN薄膜，优点是在相同操作电流条件下，光衰少、寿命长，不足处是硅基板会吸光。二、利用芯片黏合及剥离技术制造。优点是光衰少、寿命长，不足处是须对LED表面进行处理以提高发光效率。三、是采用异质基板如硅基板成长氮化镓LED磊