MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅳ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔,混合气体流经加热的衬底表面时,在衬底表面发生热分解反应,并外延生长成化合物单晶薄膜。与其他外延生长技术相比,MOCVD技术有着如下优点:
(1)用于生长化合物半导体材料的各组分和掺杂剂都是以气态的方式通入反应室,因此,可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。可以用于生长薄层和超薄层材料。
(2)反应室中气体流速较快。因此,在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时,可以迅速进行改变,减小记忆效应发生的可能性。这有利于获得陡峭的界面,适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。
(3)LED外延生长是以热解化学反应的方式进行的,是单温区外延生长。只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性,就可以保证外延材料的均匀性。因此,适于多片和大片的外延生长,便于工业化大批量生产。
(4)通常情况下,LED外延生长速率与Ⅲ族源的流量成正比,因此,生长速率调节范围较广。较快的生长速率适用于批量生长。
(5)使用较灵活。原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的MOCVD生长。而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多,性质也有一定的差别。
(6)由于对真空度的要求较低,反应室的结构较简单。
(7)随着检测技术的发展,可以对MOCVD的生长过程进行在位监测。
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\\ tags: LED外延, MOCVD
美国能源部SSL多年计划中涉及了LED和OLED白光通用照明光源,下面描述的是每种光源里的各个元件,以及这些元件对总体光源效率带来多大的帮助,改善能效的机会在那里?
1.1 LED光源里的元件
随着固态照明技术的不断发展,市场上出现了大量不同构造或型态的产品。但万变不离其宗,核心元件都大同小异。如LED管芯或芯片(die),LED封装(也就是熟知的LED器件,主要将一个和多个管芯封装在一起),LED阵列(将几个LED封装集成到一起),LED模块(包含了LED封装和LED电源或驱动器,也可能包含其他元件如光器件、散热、机械或电子接口等),LED灯(LED Lamp),按照ANSI标准装配,用来与LED光源连接,这里有两种LED灯,一种是集成型LED灯,主要是内置LED驱动器,一种是非集成LED灯,没有内置驱动器。
LED驱动器,指的是为LED封装\阵列\模块配置的带有集成控制电路的电源,通过改变线路电压来提供合适的功率和电流,纠正LED使用过程中因外部环境,如温度改变等因素造成的色彩或亮度偏移的问题。
最后是LED灯具(LED Luminaire),指的是完整照明单元,可以直接插到电源插座上使用。
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\\ tags: LED, SSL光源
1、倒装(Flip chip)
1998年Lumileds公司封装出世界上第一个大功率LED(1W LUXOEN 器件),使LED器件从以前的指示灯应用变成可以替代传统照明的新型固体光源,引发了人类历史上继白炽灯发明以来的又一场照明革命。1W LUXOEN器件使LED的功率从几十毫瓦一跃超过1000毫瓦,单个器件的光通量也从不到1个 lm飞跃达到十几个lm。大功率LED由于芯片的功率密度很高,器件的设计者和制造者必须在结构和材料等方面对器件的热系统进行优化设计。目前GaN基外延衬底材料有两大类:一类是以日本日亚化学为代表的蓝宝石;一类是美国CREE公司为代表的SiC衬底。传统的蓝宝石衬底GaN芯片结构,电极刚好位于芯片的出光面。在这种结构中,小部分p-GaN层和“发光”层被刻蚀,以便与下面的n-GaN层形成电接触。光从最上面的p-GaN层取出。p-GaN层有限的电导率要求在p-GaN层表面再沉淀一层电流扩散的金属层。这个电流扩散层由Ni和Au组成,会吸收部分光,从而降低芯片的出光效率。为了减少发射光的吸收,电流扩展层的厚度应减少到几百纳米。厚度的减少反过来又限制了电流扩散层在p-GaN层表面均匀和可靠地扩散大电流的能力。因此这种p型接触结构制约了LED芯片的工作功率。同时这种结构pn结的热量通过蓝宝石衬底导出去,导热路径较长,由于蓝宝石的热导系数较金属低(为35W/mK),因此,这种结构的LED芯片热阻会较大。此外,这种结构的p电极和引线也会挡住部分光线,所以,这种正装LED芯片的器件功率、出光效率和热性能均不可能是最优的。为了克服正装芯片的这些不足,Lumileds公司发明了倒装芯片(Flip chip)结构。在这种结构中,光从蓝宝石衬底取出,不必从电流扩散层取出。由于不从电流扩散层出光,这样不透光的电流扩散层可以加厚,增加Flip chip的电流密度。同时这种结构还可以将pn结的热量直接通过金属凸点导给热导系数高的硅衬底(为145W/mK),散热效果更优;而且在pn 结与p电极之间增加了一个反光层,又消除了电极和引线的挡光,因此这种结构具有电、光、热等方面较优的特性。
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\\ tags: LED倒装
摘要:本文从LED器件的参数着手,分析了LED器件的各类参数对LED全彩显示屏整屏参数的影响,对LED显示屏的参数控制和品质提高具有指导意义。
关键词:LED;全彩显示屏
The Influence of Led Components on Full Color Led Display’s Performance
Li Mantie
(Ledman Optoelectronic Co.,Ltd.,Shenzhen,518108,China)
Abstract:This article tells us how the parameters of Led components influence the performance of full color Led display. It′s very useful to improve the quality and technology level for Led display manufacturer.
Keywords: Led;Full color display
一、概述
LED全彩显示屏是一种新型的户内、户外大尺寸的电子传播媒体,它具有大尺寸、环境适应性好、亮度高、动态播放等特点,在户内外大尺寸电子传播媒体领域独树一帜。随着性价比的进一步提高,应用领域越来越广,广泛应用在广告、舞台、招牌、交通设施、公众场所等领域。近几年的春节联欢晚会,均使用了LED全彩显示屏作为背景及装饰。2008年春节联欢晚会的舞台设计,更是从正面背景、侧面背景、天花背景等主要场景,大量使用了LED全彩显示屏,使得舞台美仑美奂,气氛烘托效果一流。舞台的应用只是LED全彩显示屏其中的一方面应用,LED全彩显示屏正以前所未有的速度进入到各种应用领域。
二、LED全彩显示屏性能参数
近几年,中国已成为全球LED全彩显示屏的制造中心,技术质量水平不断提高。随着技术水平的提高,用户和厂家对LED全彩显示屏的各项性能参数要求越来越高。LED全彩显示屏的所有性能参数中,约有70%取决于LED器件的性能参数。因此,LED器件成为LED全彩显示屏最主要的关键部件。加强对LED器件性能参数的了解,并选择优质的LED器件,对LED全彩显示屏的性能参数的提高起着重要和决定性作用。
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\\ tags: LED器件, LED显示屏, 雷曼光电
LED外延片(外延片)
LED芯片产生前的LED外延片生长的基本原理是:在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)上,气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积(MOCVD)方法。
MOCVD
金属有机物化学气相淀(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,简称 MOCVD), 1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、电脑多学科为一体,是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备,主要用于GaN(氮化鎵)系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极体芯片的制造,也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。
LED芯片的生产过程
LED外延片的生产制作过程比较复杂:
1.展完外延片后在每张外延片随意抽取九点做测试。符合要求的为良品,其他为不良品(电压偏差很大,波长偏短或偏长等)。
2.良品的外延片要做电极(P极,N极)。接下来就用镭射切割外延片,然后100%分捡,根据不同的电压,波长,亮度进行全自动化分检,形成LED芯片(方片)。
3.最后还要进行目测,把有缺陷或者电极有磨损的分捡出来,这些就是后面的散晶。此时在蓝膜上有不符合出货要求的芯片,这些就成了边片或毛片等。不良品的外延片,一般不用来做方片,就直接做电极(P极,N极),也不用做分检,这些就是目前市场上的LED大圆片。
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\\ tags: LED芯片, MOCVD知识
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