LED芯片及其制備應(yīng)用

LED芯片及其制備四、LED芯片的制備及應(yīng)用主要內(nèi)容一、

半導(dǎo)體材料二、LED芯片組成與分類三、LED芯片用襯底材料一、

半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料（semiconductormaterial）是一類具有半導(dǎo)體性能（導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi)）、可用來(lái)制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。20世紀(jì)初元素半導(dǎo)體硅（Si）鍺（Ge）20世紀(jì)50年代化合物半導(dǎo)體砷化鎵（GaAs）銦磷（InP）20世紀(jì)90年代寬禁帶化合物半導(dǎo)體氮化鎵（GaN）碳化硅（SiC）氧化鋅（ZnO）不是所有的半導(dǎo)體材料都能發(fā)光，半導(dǎo)體材料分為直接帶隙材料和間接帶隙材料，只有直接帶隙材料才能發(fā)光。直接帶隙材料電子可在導(dǎo)帶帶底垂直躍遷到價(jià)帶帶頂，它在導(dǎo)帶和價(jià)帶中具有相同的動(dòng)量，發(fā)光率高。用于發(fā)光的直接帶隙材料有GaAs、AlGaAs、InP、InGaAsP等。間接帶隙材料電子不能在導(dǎo)帶帶底垂直躍遷到價(jià)帶帶頂，它在導(dǎo)帶和價(jià)帶中的動(dòng)量不相等，這種間接帶隙材料很難發(fā)光，即便能發(fā)光，效率也很低。因此必須有另一粒子參與后使動(dòng)量相等，這個(gè)粒子的能量為Ep，動(dòng)量為kp。GaPLED芯片又稱LED芯片，英文叫做CHIP，它是制作LED器件的主要材料，由磷化鎵（GaP），鎵鋁砷（GaAlAs），或砷化鎵（GaAs），氮化鎵（GaN）等材質(zhì)組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。二、LED芯片組成與分類芯片按發(fā)光亮度分類可分為：☆一般亮度：R(紅色GAaAsP655nm)、H

(

高紅GaP697nm

)、G

(

綠色GaP565nm

)、Y

(

黃色GaAsP/GaP585nm

)、E(桔色GaAsP/GaP635nm

)等；☆高亮度：VG(較亮綠色GaP565nm)、VY(較亮黃色GaAsP/

GaP585nm)、SR(較亮紅色GaA/AS660nm)；☆超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。AS芯片﹕Absorbablestructure(吸收襯底）芯片各單色純芯片發(fā)光的LED芯片按組成元素可分為：☆二元晶片(磷﹑鎵)：H﹑G等；☆三元晶片(磷﹑鎵﹑砷)：SR(較亮紅色GaA/AS660nm)、HR

(超亮紅色GaAlAs660nm)、UR(最亮紅色GaAlAs660nm)等；☆

四元晶片(磷﹑鋁﹑鎵﹑銦)：SRF(

較亮紅色

AlGalnP

)、HRF(超亮紅色

AlGalnP)、URF(最亮紅色AlGalnP630nm)、VY(較亮黃色GaAsP/GaP585nm)、HY(超亮黃色AlGalnP595nm)、UY(最亮黃色AlGalnP595nm)、UYS(最亮黃色AlGalnP587nm)、UE(最亮桔色AlGalnP620nm)、HE(超亮桔色AlGalnP620nm)、UG(最亮綠色AIGalnP574nm)LED等。借此可以控制LED所發(fā)出的光的波長(zhǎng)，也就是光譜或顏色。目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。LED工作電壓低(僅1.5~3V)，能主動(dòng)發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓(或電流)調(diào)節(jié)。LED的發(fā)光顏色、發(fā)光效率與制作LED的材料和制程有關(guān)1.LPE：

液相磊晶法

GaP/GaP；VPE：

氣相磊晶法

GaAsP/GaAs；MOVPE：有機(jī)金屬氣相磊晶法)AlGaInP、GaN；芯片按磊晶種類：三、LED芯片用襯底材料優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)技術(shù)成熟，器件質(zhì)量較好，穩(wěn)定性很好；機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。存在的問題：晶格失配和熱應(yīng)力失配，會(huì)在外延層中產(chǎn)生大量缺陷；藍(lán)塞石是一種絕緣體，在上表面制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積減少；增加了工藝過(guò)程，制作成本高。①藍(lán)寶石襯底電流可以縱向流動(dòng)（V接觸），因此增大了LED的發(fā)光面積，從而提高了LED的出光效率。因?yàn)楣枋菬岬牧紝?dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長(zhǎng)了器件的壽命。②硅襯底目前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是L接觸(Laterial-contact，水平接觸)和V接觸(Vertical-contact，垂直接觸)。V型電極芯片結(jié)構(gòu)通常為單電極結(jié)構(gòu)；L型電極的芯片結(jié)構(gòu)通常為雙電極結(jié)構(gòu)。碳化硅襯底(CREE公司專門采用SiC材料作為襯底)的LED芯片，電極是V型電極，電流是縱向流動(dòng)的。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。碳化硅的熱導(dǎo)率為490W/(m·K)，要比藍(lán)寶石襯底高出10倍以上。③碳化硅襯底襯底與外延膜的結(jié)構(gòu)匹配襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配材料制備的難易程度及成本的高低半導(dǎo)體單晶生長(zhǎng)及襯底片加工

清洗(Cleaning)拋光(Polishing)檢查(Inspection)

晶棒成長(zhǎng)切片(Slicing)研磨(Lapping)原料—長(zhǎng)晶—定向—掏棒—滾磨—晶棒—定向—切片—研磨—倒角—拋光—清洗—基片通過(guò)對(duì)高純?cè)先廴?、化合物單晶生長(zhǎng)、切割、磨片、拋光、真空包裝等工藝，制成外延生長(zhǎng)用襯底片。包括單晶生長(zhǎng)爐、拋光機(jī)、變頻行星式球磨機(jī)、晶體切割機(jī)等高純?cè)匣衔飭尉庋佑靡r底片基本工藝流程光刻刻蝕蒸發(fā)濺射退火處理解理LED外延與芯片制作MOCVD材料外延生長(zhǎng)鍍介質(zhì)膜鍍膜解理/劃片真空包裝四、LED芯片的制備及應(yīng)用藍(lán)寶石緩沖層N-GaNp-GaNMQW在半導(dǎo)體基片上形成一個(gè)與基片結(jié)晶軸同晶向的半導(dǎo)體薄層，稱為半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)技術(shù)，所形成的薄層稱為外延層P、N極的分離表現(xiàn)為元素?fù)诫s度的不同依制程的不同，可分為L(zhǎng)PE(液相磊晶)、MOCVD(有機(jī)金屬氣相磊晶)及MBE(分子束磊晶)。LPE的技術(shù)較低，主要用于一般的發(fā)光二極管MBE的技術(shù)層次較高，容易成長(zhǎng)極薄的磊晶，且純度高，平整性好，但量產(chǎn)能力低，磊晶成長(zhǎng)速度慢。MOCVD除了純度高，平整性好外，量產(chǎn)能力及磊晶成長(zhǎng)速度亦較MBE為快，所以現(xiàn)在大都以MOCVD來(lái)生產(chǎn)。MOCVD其過(guò)程首先是將GaN襯底放入昂貴的有機(jī)化學(xué)氣相沉積爐（簡(jiǎn)MOCVD，又稱外延爐），再通入III、II族金屬元素的烷基化合物（甲基或乙基化物）蒸氣與非金屬(V或VI族元素）的氫化物（或烷基物）氣體。在高溫下，發(fā)生熱解反應(yīng)，生成III-V或II-VI族化合物沉積在襯底上，生長(zhǎng)出一層厚度僅幾微米的化合物半導(dǎo)體外延層。長(zhǎng)有外延層的GaN片也就是常稱的外延片。雙氣流MOCVD生長(zhǎng)GaN裝置MOCVD英國(guó)ThomasSwan公司制造，具有世界先進(jìn)水平的商用金屬有機(jī)源汽相外延(MOCVD)材料生長(zhǎng)系統(tǒng)，可用于制備以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料外延片為什么有個(gè)缺口呢？倒角：晶片經(jīng)過(guò)切割后邊緣表面有稜角毛刺崩邊甚至有裂縫或其它缺陷，邊緣表面比較粗糙。為了增加切片邊緣表面機(jī)械強(qiáng)度、減少顆粒污染，就要將其邊緣磨削呈圓弧狀或梯形。光刻ITO剝離、合金光刻膠ITOP-GaN金電極襯底緩沖層N-GaNMQW光刻電極蒸鍍電極ICP刻蝕外延片ITO光刻ITO甩膠前烘曝光顯影堅(jiān)膜腐蝕ITO氧化銦錫是IndiumTinOxides的縮寫。作為納米銦錫金屬氧化物，具有很好的導(dǎo)電性和透明性，可以切斷對(duì)人體有害的電子輻射，紫外線及遠(yuǎn)紅外線。因此，噴涂在玻璃，塑料及電子顯示屏上后，在增強(qiáng)導(dǎo)電性和透明性的同時(shí)切斷對(duì)人體有害的電子輻射及紫外線、紅外線。掩膜板光刻ITO甩膠：將少許光刻膠滴在外延片上，用勻膠臺(tái)在高速旋轉(zhuǎn)后形成均勻的膠膜。前烘：使光刻膠的溶劑揮發(fā)，用于改善光刻膠與樣品表面的粘附性。曝光：用紫外光通過(guò)光刻板曝光，曝光的區(qū)域發(fā)生化學(xué)變化。曝光原理圖手動(dòng)曝光機(jī)顯影后的圖形腐蝕：用36%-38%的鹽酸腐蝕ITO顯影：用顯影液除去應(yīng)去掉部分的光刻膠，已獲得腐蝕時(shí)由膠膜保護(hù)的圖形。后烘：使光刻膠更堅(jiān)固，避免被保護(hù)的地方發(fā)生腐蝕掩膜板光刻電極顯影后的圖形蒸發(fā)剝離合金減薄減?。簻p小襯底厚度，利于切割、散熱激光劃片蒸發(fā)原理圖貼膜白膜：寬度為16cm,粘性隨溫度的升高增加;劃片激光打在藍(lán)寶石襯底上，所用激光為紫外光，波長(zhǎng)為355nm。為了更好的把圓片裂開，需要讓激光打在管芯軌道的中央位置，調(diào)節(jié)激光的焦距，使激光聚焦在片子上表面，激光的劃痕深度盡量在25-30um。倒膜藍(lán)膜：寬度22cm倒膜時(shí)襯底朝上，有電極的一面朝下。從分選機(jī)上卸下來(lái)的藍(lán)膜比較小，不便于包裝、運(yùn)輸。必須把芯片放在比較大的、美觀的東西上面。倒膜要倒兩次，因?yàn)樾酒ぷ魇窃谡?，所以正面不?yīng)該接觸附著物，否則會(huì)影響光電特性。裂片設(shè)備裂片裂片前我們?cè)谄由腺N一層玻璃紙，防止裂片時(shí)刀對(duì)管芯的破壞。擴(kuò)膜由于LED芯片在劃片后依然排列緊密，間距很?。s0.1mm），不利于后工序的操作。采用擴(kuò)膜機(jī)對(duì)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，使LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。測(cè)試分揀測(cè)試分揀VF（正向電壓）IR（反向漏電流）WLD（波長(zhǎng)）LOP（光輸出）.（.....）成立于2004年，專注于企業(yè)管理培訓(xùn)。提供60萬(wàn)企業(yè)管理資料下載，詳情查看：/map.htm提供5萬(wàn)集管理視頻課程下載，詳情查看：/zz/提供2萬(wàn)GB高清管理視頻課程硬盤拷貝，詳情查看：/shop/2萬(wàn)GB高清管理視頻課程目錄下載：/12000GB.rar高清課程可提供免費(fèi)體驗(yàn)，如有需要請(qǐng)于我們聯(lián)系。咨詢電話：020-.值班手機(jī)：.網(wǎng)站網(wǎng)址：在線文檔：

《化妝品術(shù)語(yǔ)》起草情況匯報(bào)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時(shí)間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會(huì)都要建立自己的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬(wàn)三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國(guó)化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語(yǔ)和定義的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)，在此情形下，化妝品術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對(duì)于沒有國(guó)標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)，在定義時(shí)體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語(yǔ)優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過(guò)

第一階段：資料搜集

搜集國(guó)內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對(duì)國(guó)外文獻(xiàn)如美國(guó)21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語(yǔ)、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語(yǔ)、毒理學(xué)術(shù)語(yǔ)、微生物術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)、人體安全和功效評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)，常用英文成份術(shù)語(yǔ)等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會(huì)（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語(yǔ)、相關(guān)國(guó)際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對(duì)于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無(wú)存在必要的常用英文成分術(shù)語(yǔ)。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會(huì)會(huì)議意見：1.修改能引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)存在歧義的個(gè)別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章和香化協(xié)會(huì)所制定的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章的內(nèi)容；對(duì)“原料功能術(shù)語(yǔ)”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語(yǔ)。第四階段：征求意見2009年2月面向全國(guó)公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國(guó)21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008消費(fèi)品使用說(shuō)明化妝品通用標(biāo)簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語(yǔ)等；5.國(guó)內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻(xiàn)，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評(píng)價(jià)》等。七、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語(yǔ)3.毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)5.微生物檢驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)6.人體安全性和功效性評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)7.常用原料術(shù)語(yǔ)8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語(yǔ)39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語(yǔ)。2).毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語(yǔ)，以及在毒理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學(xué)試驗(yàn)