不合格的5S讲课稿.ppt

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时间:2020-11-09

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1、不合格的5SPN晶体二极管是一种由P型半导体和N型半导体形成的p-n结器件,最显著的特征是单向导电性(整流特性)。1、单质半导体Si、Se等,2、化合物InP、GaN、GaAs、SiC、ZnS、ZnO等1、引言半导体材料分类:LED(lightemittingdiode)发光二极管除了具有一般二极管的特性外,正向导通时能发出各种波长(颜色)的光。PN多量子阱(MQW)1、LED使用的都是化合物半导体材料2、PN结之间插入多量子阱结构提高发光效率3、LED发光波长主要由多量子阱组分决定LED问世于20世纪60年代,起源于美国,在日本发扬光大。70年代初,

2、美国杜邦化工厂首先研发出镓砷磷LED,发桔红色,可作仪器仪表指示灯用。随着技术进步,LED发光颜色覆盖从黄绿色到红外的光谱范围。80年代后,用液相外延技术,制作高亮度红色LED和红外二极管。MOCVD技术用于外延材料生长后,红光到深紫外LED亮度大幅度提高AlGaAs使用于高亮度红光和红外LED。AlGaInP适用于高亮度红、橙、黄及黄绿LED。GaInN适用于高亮度深绿、蓝、紫和紫外LED。90年代半导体材料GaN使蓝、绿色LED光效达到10lm/w,实现全色化2、封装与应用LED应用显示照明:发光后能被人看到,传递信息:发光后照亮别的物体,使别的物

3、体能被人看到。应用:显示屏、信号指示、景观装饰应用:各种光源、液晶背光源LED具有亮度高、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化等优点LED封装直插式贴片式(Lamp)(SMD)【注】SMD:SurfaceMountedDevices,表面贴装器件LED显示屏LED信号指示LED照明(SSL)【注】SSL:SemiconductorSolidLighting,半导体固态照明半导体照明走入家庭的瓶颈在于:价格、可靠性、性价比国际主流芯片大厂Cree(科瑞)、Nichia(日亚)、Osram(欧司朗)、ToyotaGosei(丰田合成)、Philips(飞利

4、浦)、SeoulSemiconductor(首尔半导体)国内主要芯片厂家厦门三安、杭州士兰、武汉华灿、上海蓝光、上海蓝宝3、外延片生长外延的概念:向外延伸(Epi)同质外延:在同一种材质衬底(GaN)上外延生长异质外延:在不同材质衬底(硅Si、蓝宝石Al2O3、碳化硅SiC)上外延生长,(PSS)蓝光外延片生长设备MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)TSVeecoMOCVD外延生长示意图GaN缓冲层蓝宝石衬底原材料:NH3、Ga源载气:H2、N2n-GaN原材料:NH3、Ga源SiH4载气:H2、N2In

5、GaN多量子阱原材料:NH3、Ga源、In源Al源、SiH4载气:H2、N2P-GaN原材料:NH3、Ga源、Mg源载气:H2、N2蓝光外延片剖面结构示意图源物料:蓝宝石衬底、NH3、Ga源、In源、Al源、Mg源、SiH4、H2、N2♦生长量子阱时已经决定LED发光颜色♦LED亮度很大程度处决于外延生长过程4、芯片制作芯片制作电极制作衬底减薄芯片分割检测、分拣参见附属资料电极制作与普通二极管不同的之处:1、要考虑出光效果2、P型GaN掺杂问题导致P型接触困难芯片制作主要工艺示意图GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN涂胶;光刻胶

6、;匀胶机;烘箱光刻版曝光曝光显影芯片制作主要工艺示意图刻蚀GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN芯片制作主要工艺示意图GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN蒸镀ITO薄膜光刻腐蚀ITOGaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN去胶退火GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN光刻、显影涂胶蒸镀金属薄膜剥离GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN生长SiO2钝化层光刻刻蚀SiO2,开电极窗口去胶GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN减

7、薄、研磨GaN缓冲层蓝宝石衬底n-GaNInGaN多量子阱P-GaN蒸镀DBR【注】DBR:DistributedBraggReflector,分布布拉格反射SiO2Ti2O5裂片激光划片芯片尺寸外型尺寸,单位mil(英制)1mil=1/1000in=25.4µm芯片是由外延片切出来的例如:直径为2in的大园片切成尺寸为10mil的芯片,共能切成多少个?1in=1000milS=πr2=3.14×106mil2N=S/100=3.14×10000(颗)正装芯片和倒装芯片正装普通尺寸小小芯片,工作电流20mA提高光透过收集率,克服蓝宝石低的热导率,利用热

8、沉加速热的散发,可工作在较大电流如350-1000mA垂直结构芯片CreeP电极外延层N电极陶

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