垂直结构LED晶片的详细介绍

2015-03-28编辑:探路者 关键字:垂直结构  LED晶片
  由于蓝宝石基板的导热系数差,影响LED的发光效率。为了解决LED的散热难题,未来有可能将主要采用垂直结构LED的架构,促进LED产业的技术发展。关于垂直结构LED技术相信大家都有所耳闻,下面仅从技术表层进行介绍,谨供参考。

  我们知道,LED芯片有两种基本结构,横向结构(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。

  我们先来了解下垂直结构LED的制造技术与基本方法:

  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磊晶层,优点是散热好、易加工。

  制造垂直结构LED芯片有两种基本方法:剥离生长衬底和不剥离生长衬底 。其中生长在砷化镓生长衬底上的垂直结构GaP基LED芯片有两种结构:

  不剥离导电砷化镓生长衬底:在导电砷化镓生长衬底上层迭导电DBR反射层,生长 GaP 基LED外延层在导电DBR反射层上。

  剥离砷化镓生长衬底:层迭反射层在GaP基LED外延层上,键合导电支持衬底,剥离砷化镓衬底。导电支持衬底包括,砷化镓衬底,磷化镓衬底,硅衬底,金属及合金等。

  另外,生长在硅片上的垂直GaN基LED也有两种结构:

  不剥离硅生长衬底:在导电硅生长衬底上层迭金属反射层或导电DBR反射层,生长氮化镓基LED外延层在金属反射层或导电DBR反射层上。

  剥离硅生长衬底:层迭金属反射层在氮化镓基LED外延层上,在金属反射层上键合导电支持衬底,剥离硅生长衬底。

  再简单说明制造垂直氮化镓基 LED 工艺流程:层迭反射层在氮化镓基 LED 外延层上,在反射层上键合导电支持衬底,剥离蓝宝石生长衬底。导电支持衬底包括,金属及合金衬底,硅衬底等。

  无论是GaP基LED、GaN基LED,还是ZnO基LED这一类通孔垂直结构LED,相比传统结构LED有着较大的优势,具体表现在:

  1、目前,现有的所有颜色的垂直结构LED:红光LED、绿光LED、蓝光LED及紫外光LED,都可以制成通孔垂直结构LED有极大的应用市场。

  2、所有的制造工艺都是在芯片( wafer )水平进行的。

  3、由于无需打金线与外界电源相联结,采用通孔垂直结构的 LED 芯片的封装的厚度降低。因此,可以用于制造超薄型的器件,如背光源等。

关键字:垂直结构  LED晶片

来源: 互联网 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0328/article_11885.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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