一、LED芯片的原理:
LED(Light Emitting Diode),發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接
把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個(gè)支架上,一端是負(fù)
極,另一端連接電源的正極,使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成,
一部分是 P型半導(dǎo)體,在它里面空穴占主導(dǎo)地位,另一端是 N型半導(dǎo)體,在這邊主要是電
子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候,它們之間就形成一個(gè)“P-N 結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用
于這個(gè)晶片的時(shí)候,電子就會被推向 P 區(qū),在P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合,然后就會以光子的
形式發(fā)出能量,這就是 LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成 P-N結(jié)的
材料決定的。
二、LED芯片的分類:
1.MB 芯片定義與特點(diǎn)
定義:Metal Bonding(金屬粘著)芯片;該芯片屬于 UEC的專利產(chǎn)品。
特點(diǎn):
(1)采用高散熱系數(shù)的材料---Si 作為襯底,散熱容易。
Thermal Conductivity
GaAs: 46W/m-K
GaP: 77W/m-K
Si: 125~150W/m-K
Cupper:300~400W/m-k
SiC: 490W/m-K
(2)通過金屬層來接合(wafer bonding)磊晶層和襯底,同時(shí)反射光子,避免襯底的吸收。
(3)導(dǎo)電的 Si 襯底取代GaAs 襯底,具備良好的熱傳導(dǎo)能力(導(dǎo)熱系數(shù)相差 3~4倍),更適
應(yīng)于高驅(qū)動(dòng)電流領(lǐng)域。
(4)底部金屬反射層,有利于光度的提升及散熱。 (5)尺寸可加大,應(yīng)用于 High power 領(lǐng)域,eg:42mil MB。
2.GB 芯片定義和特點(diǎn)
定義:Glue Bonding(粘著結(jié)合)芯片;該芯片屬于 UEC的專利產(chǎn)品。
特點(diǎn):
(1) 透明的藍(lán)寶石襯底取代吸光的GaAs襯底, 其出光功率是傳統(tǒng)AS(Absorbable structure)
芯片的 2倍以上,藍(lán)寶石襯底類似 TS 芯片的 GaP 襯底。
(2)芯片四面發(fā)光,具有出色的 Pattern圖。
(3)亮度方面,其整體亮度已超過 TS 芯片的水平(8.6mil)。
(4)雙電極結(jié)構(gòu),其耐高電流方面要稍差于 TS單電極芯片。
3.TS 芯片定義和特點(diǎn)
定義:transparent structure(透明襯底)芯片,該芯片屬于 HP 的專利產(chǎn)品。
特點(diǎn):
(1)芯片工藝制作復(fù)雜,遠(yuǎn)高于 AS LED。
(2)信賴性卓越。
(3)透明的 GaP 襯底,不吸收光,亮度高。
(4)應(yīng)用廣泛。
4.AS 芯片定義與特點(diǎn)
定義:Absorbable structure (吸收襯底)芯片;經(jīng)過近四十年的發(fā)展努力,臺灣 LED 光
電業(yè)界對于該類型芯片的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售處于成熟的階段,各大公司在此方面的研發(fā)水平
基本處于同一水平,差距不大。
大陸芯片制造業(yè)起步較晚,其亮度及可靠度與臺灣業(yè)界還有一定的差距,在這里我們所
談的 AS 芯片,特指 UEC的 AS 芯片,eg: 712SOL-VR, 709SOL-VR,
712SYM-VR,709SYM-VR等。
特點(diǎn):
(1)四元芯片,采用 MOVPE 工藝制備,亮度相對于常規(guī)芯片要亮。
(2)信賴性優(yōu)良。
(3)應(yīng)用廣泛。
三、發(fā)光二極管芯片材料磊晶種類
1.LPE:Liquid Phase Epitaxy(液相磊晶法) GaP/GaP
2.VPE:Vapor Phase Epitaxy(氣相磊晶法) GaAsP/GaAs
3.MOVPE:Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (有機(jī)金屬氣相磊晶法) AlGaInP、GaN
4.SH:GaAlAs/GaAs Single Heterostructure(單異型結(jié)構(gòu))GaAlAs/GaAs
5.DH:GaAlAs/GaAs Double Heterostructure(雙異型結(jié)構(gòu)) GaAlAs/GaAs
6.DDH:GaAlAs/GaAlAs Double Heterostructure(雙異型結(jié)構(gòu)) GaAlAs/GaAlAs
四、LED芯片組成及發(fā)光 LED晶片的組成: 主要有砷(AS)鋁(AL)鎵(Ga)銦(IN)磷(P)氮(N)鍶(Si)這幾種元素中的
若干種組成。
LED晶片的分類:
1、按發(fā)光亮度分:
A、一般亮度:R、H、G、Y、E 等
B、高亮度:VG、VY、SR等
C、超高亮度:UG、UY、UR、UYS、URF、UE 等
D、不可見光(紅外線):R、SIR、VIR、HIR
E、紅外線接收管:PT
F、光電管:PD
2、按組成元素分:
A、二元晶片(磷、鎵):H、G 等
B、三元晶片(磷、鎵、砷):SR、HR、UR等
C、四元晶片(磷、鋁、鎵、銦):SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG
3.LED晶片特性表:
LED晶片型號發(fā)光顏色組成元素波長(nm)
SBI 藍(lán)色lnGaN/sic 430 HY 超亮黃色 AlGalnP 595
SBK 較亮藍(lán)色 lnGaN/sic 468 SE 高亮桔色 GaAsP/GaP 610
DBK 較亮藍(lán)色 GaunN/Gan 470 HE 超亮桔色 AlGalnP 620
SGL青綠色 lnGaN/sic 502 UE 最亮桔色 AlGalnP 620
DGL較亮青綠色 LnGaN/GaN 505 URF最亮紅色 AlGalnP 630
DGM 較亮青綠色 lnGaN 523 E 桔色 GaAsP/GaP635
PG 純綠 GaP 555 R紅色 GAaAsP 655
SG 標(biāo)準(zhǔn)綠 GaP 560 SR較亮紅色 GaA/AS 660
G 綠色 GaP 565 HR超亮紅色 GaAlAs 660
VG 較亮綠色 GaP 565 UR最亮紅色 GaAlAs 660
UG 最亮綠色 AIGalnP 574 H高紅 GaP 697
Y 黃色 GaAsP/GaP585 HIR紅外線 GaAlAs 850
VY 較亮黃色GaAsP/GaP 585 SIR紅外線GaAlAs 880
UYS 最亮黃色 AlGalnP 587 VIR紅外線 GaAlAs 940
UY 最亮黃色 AlGalnP 595 IR紅外線 GaAs 940