GaN基LED(藍(lán)綠光芯片制造技術(shù)

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1、GaN基LED鄒德恕基本內(nèi)容1、GaN基LED基本結(jié)構(gòu)2、GaN基LED基本特點(diǎn)3、內(nèi)量子效率的提高途徑4、提取效率的提高途徑5、防靜電擊穿的保護(hù)方法GaN基LED基本結(jié)構(gòu)GaN基LED的特點(diǎn)1、無GaN材料作襯底2、藍(lán)寶石襯底形成平面波導(dǎo)3、P型N型歐姆接觸引出線在同側(cè)4、P型GaNMg不易摻入，不易電離5、介電常數(shù)高，帶寬，易擊穿ESD6、GaN藍(lán)寶石堅(jiān)硬，不易加工提高內(nèi)量子效率1、采用晶格失配少的碳化硅襯底2、采用襯底再構(gòu)PSS表面上生長GaN緩解徑向電流擁擠1、電極表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)形電極結(jié)構(gòu)2、垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)減少歐姆接觸，減少電極阻擋1、Ni/Au歐姆接觸層在N

2、2:O2=3:1中500°C退火，NiAu擴(kuò)散入GaN形成Ga4Ni3GaAu造成Ga空位2、采用ITO透明導(dǎo)電膜及NiO組合膜3、網(wǎng)格電極結(jié)構(gòu)4、用KOH清洗，形成Ga空位,造成Ga空位受主，提高表面摻雜濃度，去掉表面氧化物插指電極結(jié)構(gòu)與環(huán)形電極結(jié)構(gòu)性能比（a）（b）紅外熱像圖（a）插指電極（b）環(huán)形插指電極上圖可以看出，插指電極結(jié)構(gòu)的溫度比環(huán)形插指電極的溫度高，高溫區(qū)主要集中在N型電極壓焊點(diǎn)附近的P區(qū)，溫度分布不平坦，最高溫度為82.88℃，最低溫度為66.47℃；而環(huán)形插指電極結(jié)構(gòu)的大面積區(qū)域溫度分布明顯比較均勻，最高溫度為71.21℃，跟前者相比溫差近10℃

3、，有明顯優(yōu)勢(shì)。這是由于環(huán)形插指n電極面積加大，減小了電流擴(kuò)展路徑，使電流在n型區(qū)流動(dòng)時(shí)的橫向電阻減小，產(chǎn)熱量減小，所以器件溫升小，性能好，光輸出飽和程度低綜上，優(yōu)化的電極圖形能減緩電流擁擠效應(yīng)，降低器件串聯(lián)電阻，使電流擴(kuò)展均勻，減小局部電流密度，減小焦耳熱，提升器件光電性能，增大光輸出功率，增強(qiáng)器件的可靠性。也說明了我們的設(shè)計(jì)方案是成功的提高提取效率的新途徑：1、倒裝LED結(jié)構(gòu)，解決表面粗化，用Si支架解決散熱2、準(zhǔn)分子激光剝離Al2O3襯底，表面KOH與紫斑光照射粗化納米結(jié)構(gòu)2008年LED產(chǎn)業(yè)大躍進(jìn)繼手機(jī)帶動(dòng)LED第1波高成長之後，LED產(chǎn)業(yè)可望進(jìn)入第2波高成長

4、期。從以下幾點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，LED產(chǎn)業(yè)在2008年將會(huì)大幅成長，預(yù)估高亮度LED市場(chǎng)在2008年將會(huì)達(dá)56億美元，成長16.7%。一、LED背光的筆記型電腦(NB)上市2007年底多款以LED背光為賣點(diǎn)的NB相繼上市，LED背光面板新世代NB的訴求：在於可提供較高的色彩飽和度，呈現(xiàn)更好的視覺效果；同時(shí)，在機(jī)體上更為輕薄，便於攜帶；而它的省電特性，在較低的功耗下，提高電池的續(xù)航力，讓使用時(shí)間更長；此外，無汞成分，符合環(huán)保訴求。比較各家品牌之後，可以發(fā)現(xiàn)價(jià)格多在新臺(tái)幣5~7萬元之間，屬高階機(jī)種使用，目前仍是以12吋以下為主，逐漸往大尺寸發(fā)展。二、路燈市場(chǎng)帶來需求全球路燈約有

5、1.2~1.3億盞，美國約1,000萬盞、大陸約1,500萬盞、臺(tái)灣約135萬盞，目前已有美、加、大陸等國家在部分城市的路面使用，狀況良好，與傳統(tǒng)一般路燈相比，對(duì)行車安全並無影響，在亮度上差距不大。在照明效能提高、價(jià)格降低之後，替代性會(huì)提高。據(jù)美國能源部表示可節(jié)省50%以上的電力消耗，少建100座以上的發(fā)電廠。新興市場(chǎng)如大陸，由於經(jīng)濟(jì)起飛，對(duì)電能需求大，有供不應(yīng)求的現(xiàn)象，在LED路燈發(fā)展外在條件上，較歐美更迫切及動(dòng)機(jī)去推動(dòng)LED路燈，因此看好大陸LED路燈市場(chǎng)，預(yù)估2008年大陸LED路燈市場(chǎng)將佔(zhàn)全球LED路燈市場(chǎng)5成以上。三、LED導(dǎo)入汽車頭燈應(yīng)用國際車廠已將LE

6、D頭燈導(dǎo)入高階車款之中，2007年TOYOTA於全球首推配備LED頭燈車款LexusLS600，Audi也將於2008年夏季車展中展出搭配LED頭燈的R8車款，臺(tái)廠裕隆集團(tuán)也預(yù)計(jì)2008年底推出搭配LED頭燈的本土汽車，並搭載於東風(fēng)汽車上進(jìn)軍大陸市場(chǎng)。四、2008北京奧運(yùn)帶來商機(jī)大陸北京為了奧運(yùn)，進(jìn)行多項(xiàng)建設(shè)，為LED產(chǎn)業(yè)帶來龐大商機(jī)，像是設(shè)置在各會(huì)場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)的LED大型看板、美化週邊的景觀燈，相關(guān)城市如青島、天津等也將興建LED的顯示看板、戶外照明用的路燈、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的夜間照明設(shè)備。五、各國政策推動(dòng)由於環(huán)保節(jié)能的因素，減少溫室氣體的排放，歐盟從2007年起逐漸淘汰白熾燈

7、，澳洲也宣示2010年起全面禁用白熾燈，大陸中央更把地方政府推動(dòng)LED照明列為施政考核的重點(diǎn)，美國則聲稱20年之內(nèi)，將促使LED照明更加普及，使財(cái)政減少1,000多億美元的支出。六、能源價(jià)格高漲原油價(jià)格去年開始一路飆漲，2008年一開始油價(jià)盤中就突破100美元大關(guān)，玉米、黃豆由於是生質(zhì)能源的原料，也創(chuàng)下歷史新高，這對(duì)使用火力發(fā)電的國家有很大的影響，以大陸為例，進(jìn)口石油有4成左右用來發(fā)電，雖然油價(jià)高漲，可改用燃煤發(fā)電，但目前煤礦產(chǎn)量也是不足的情況，所以電力短缺是無可避免的現(xiàn)象。在供應(yīng)無法增加的情況下，減少需求就是必要的方向，因此給節(jié)能省電的LED一個(gè)絕佳的舞臺(tái)。謝