led灯珠等级珠照明技术路线改进路线
LED灯珠照明技能线路包孕了外延、衬底、封装、白光LED灯珠种类等多方面。红色、绿色、蓝色LED灯珠是由磷、砷、氮等的III-V族化合物如砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)和氮化镓(GaN)等半导体系体例成的。
一、LED灯珠外延led灯珠的价格技能近十多年业界经由过程改良外延生长工艺使患上位错密度获得了较年夜的改良。可是主流白光照明用蓝光LED灯珠的氮化镓GaN与衬底间晶格以及热膨胀系数的不匹配仍致使了很高的位错密度。一直以来,经由过程研究LED灯珠外延技能来最年夜限度地降低缺陷密度、提高晶体质量是LED灯珠技能寻求的方针。LED灯珠的外延片是LED灯珠的焦点部门,LED灯珠的波长、正向电压、亮度或者发光量等光电参数基本上都取决于外延片质料。外延技能以及装备是外延片制造技能的要害,金属有机物气相沉积技能(MOCVD)是生长III-led灯珠规格年夜全V族、II-VI族以及合金薄层单晶的重要要领。外延片的位错作为不发光的非辐射复合中央,对于器件的光电机能具备很是主要的影响。
LED灯珠外延布局及外延技能研究 :
①LED灯珠通例的生长技能包孕大批子阱宿世长低In组分的InGaN预阱开释应力,并充任载流子“蓄池塘”,再升温生长GaN垒层以提高垒层的晶体质量,生长晶格匹配的InGaAlN垒层或者生长应力互补的InGaN/AlGaN布局等。 量子阱有源区InGaN/GaN量子阱有源区是LED灯珠外延质料的焦点,生长InGaN量子阱的要害是节制量子阱的应力,减小极化效应的影响。
②颠末多年的成长,LED灯珠的外延层布局以及外延技能已经比力成熟,LED灯珠的内量子效率已经可达90%以上,红光LED灯珠的内量子效率甚至已经靠近100%。但在年夜功率LED灯珠研究中,发明年夜电流注入下的量子效率降落较显著,被称为Droop效应。GaN基LED灯珠的Droop效应的缘故原由比力偏向因而载流子的局域化,从有源区走漏或者溢出,和俄歇复合。试验发明接纳较宽的量子阱来降低载流子密度以及优化P型区的电子拦截层均可缓解Droop效应。
LED灯珠外延布局及外延技能研究中的其它详细技能有:
①外貌粗化技能LED灯珠外延外貌粗化就是相称于转变出射角度防止出射光的全反射提超出跨越光率，因为外延质料的折射率与封装质料差别致使部门出射光将被反射回到外延层。工艺上直接对于外延外貌举行处置惩罚,轻易毁伤外延有源层,并且透明电极更难建造,经由过程转变外延层生长前提到达外貌粗化是可行之路。
②衬底剥离技能LED灯珠蓝宝石衬底激光剥离技能是基于GaN同质外延剥离成长的技能,哄骗紫外激光照射衬底,熔化过渡层剥离,2003年OSRAM用此工艺剥离蓝宝石,将出光率提至75%,是传统的3倍,并形成为了出产线。
③LED灯珠倒装芯片技能 据美国Lumileds公司数据,蓝宝石衬底的LED灯珠约增长出光率1.6倍。
④LED灯珠全方位反射膜 除了出光正面以外,把其它面的出射光尽可能全反射回外延层内,终极晋升从正面的出光率。
⑤LED灯珠二维光子晶体的微布局 可提超出跨越光效率,2003年9月日本松下电器建造出了直径1.5微米,高0.5微米的高低光子晶体的LED灯珠,出光率提高60%。
二、衬底技能LED灯珠经常使用的芯片衬底技能线路重要有蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底三年夜类,还有研制中的氮化镓、氧化锌等。
对于衬底质料提出要求:
①LED灯珠衬底与外延膜层的化学不变性匹配，衬底质料要有好的化学不变性,在外延生长的温度以及氛围中不容易分化以及腐化,不与外延膜孕育发生化学反映使外延膜质量降落;
② LED灯珠衬底与外延膜层的热膨胀系数匹配，热膨胀系数相差过年夜,将使外延膜生长质量降落,在器件事情历程中,还可能因为发烧而造成器件的毁坏;
③LED灯珠衬底与外延膜层的布局匹配，二者质料的晶体布局不异或者邻近,则晶格常数掉配小、结晶机能好、缺陷密度低。我国LED灯珠硅衬底技能今朝取患了技能冲破,正在起劲向年夜范围财产化运用成长。今朝,已经年夜量用于商品化的GaN基LED灯珠的衬底只有蓝宝石以及碳化硅衬底。其它可用于GaN基LED灯珠的衬底质料另有离财产化另有相称一段间隔的GaN同质衬底、ZnO衬底。
