國內外大功率發(fā)光二極管的研究發(fā)展動態(tài)(編輯修改稿)
2025-07-24 23:58 本頁面
【文章內容簡介】 (c).色純Pc：樣品顏色接近主波長光譜色的程度,Pc=a/b [5]。(d).相關色溫TC（K）：光源的光輻射所呈現(xiàn)的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時，稱黑體的溫度（TC）為光源的色溫度。為了求得光源的色溫，需要先求得它的色度坐標，然后在色度圖上由CIE1960UCS 推導的ISO色溫線求取色溫。對于相對光譜功率分布偏離黑體相對光譜功率分布較遠的光源，用色度坐標與其最靠近的黑體溫度來表示該光源的相關色溫，在色溫線上求取相關色溫。 圖4 LED的制造流程LED 芯片制造主要是為了制造有效可靠的低歐姆接觸電極能滿足可接觸材料之間最小的壓降及提供焊線的壓墊，同時要滿足盡可能多的出光。主要流程如圖 5。7 / 13圖 5鍍膜工藝一般用真空蒸鍍方法，其主要在 *104pa 高真空下用電阻加熱或電子束轟擊加熱方法使材料熔化在低氣壓下變成金屬蒸氣沉積在半導體材料表面，一般所用 P 型的接觸金屬的包括 AuBe,AuZn 等，N 面的接觸金屬常采用 AuGeNi 合金，鍍膜工藝中最常出現(xiàn)的問題是鍍膜前的半導體表面清洗，半導體表面的氧化物，油污等雜質清洗不干凈往往造成鍍膜不牢，鍍膜后形成的合金層還需要通過光刻工藝將發(fā)光區(qū)盡可能多露出來，使留下來的合金層能滿足有效可靠的低歐姆接觸電極，及焊線壓墊的要求，正面最常用到的形狀是圓形，對背面來說若材料是透明的也要刻出圓形如圖 6 所示 [6]。圖 6光刻工序結束后還要通過合金化過程。合金化通常是在 H2 或 N2 保護下進行。合金化的時間溫度通常是根據半導體材料特性。合金爐形式等因素決定，通常紅黃 LED 材料中的合金化溫度在 350 度到 550 度之間。合金化成功后半導體表面相鄰兩電極間的 IV 曲線通常是成直線關系，當然若是半綠等芯片在電極工藝還要復雜要增加鈍化膜生長，等離子刻蝕工藝等。紅黃 LED 管芯切割方法類似于硅片管芯切割工藝。普通使用的是金剛砂輪刀片。其刀片厚度一般為25um。對于蘭綠芯片工藝來說，由于襯底材料是 Al2O3 要先用金剛刀劃過以后掰裂的方法。發(fā)光二極管芯片的檢測的根據一般包括測試其正向導通電壓，波長，光強，及反向特性等。芯片成品包裝一般包括白膜包裝和藍膜包裝。白膜裝一般是有焊墊的面粘在膜上，芯片間距也較大適合手動。藍膜包裝一般是背面粘在膜上。芯片間距較小適合自動機。 LED的發(fā)展史A、20世紀60年代初LED光源問世。當時所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λp=650nm） ，在驅動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明相應的發(fā)外延材料檢驗 清洗 鍍膜 光刻 合金入庫 包裝 檢測 切割正面電極 背面電極8 / 13。B、70年代中期，引入元素In和N，使LED產生綠光（λp=555nm） ，黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm） ，光效也提高到1流明/瓦。C、80年代初，出現(xiàn)了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。D、90年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發(fā)成功，使LED的光效得到大幅度的提高。E、2022年，前者做成的LED在紅、橙區(qū)（λp=615nm）的光效達到100流明/瓦，而后者制成的LED在綠色區(qū)域（λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。3 國內外大功率LED 的研究 中國LED的發(fā)展概述中國在半導體照明領域已具備一定技術和產業(yè)基礎。與微電子相比，中國在半導體發(fā)光器件領域與國外的差距較小。我國自主研制的第一個發(fā)光二極管(LED)，比世界上第一個發(fā)光二極管僅僅晚幾個月。目前我國半導體發(fā)光二極管產業(yè)的技術水平，與發(fā)達國家只相差3年左右。通過國家科技攻關計劃等科技計劃的支持，我國已經初步形成從外延片生產、芯片制備 器件封裝集成應用的比較完整的產業(yè)鏈 [7]。 國內LED 的研究、投入和發(fā)展概述19601970年 中國科學院開展發(fā)光科學的研究。19802022年 LED開始從研究走向生產；早期引進管芯進行封裝，技術門檻低，九十代引進外延片進行加工，進而開展技術含量很高的外延片的研發(fā)和小批量生產。2022年初具規(guī)模。2022年 產值100億元，產量超過200億只，其中超高亮度的幾十億只。上海、大連、南昌、廈門已成為國家四大半導體照明基地。與國際先進水平相比，現(xiàn)在中國半導體照明技術落后35年。6月17日，科技部聯(lián)合6部和11個地方政府，從國家層面上啟動了半導體照明工程。共獲資金支持180萬元?？萍疾堪选鞍雽w照明產業(yè)化技術開發(fā)”課題列為“十五”國家科技攻關計劃重大項目。科技部7月3日宣布，有科技部、信息產業(yè)部等6部委和14個地方政府共同實施的“國家半導體照明工程”首批50個項目正式啟動。2022年—2022年 半導體照明國家科技攻關計劃啟動。目標近期將解決產業(yè)化急需的一些關鍵技術、掌握一批半導體照明技術的知識產權。中遠期培育新型大功率白光LED通用照明產業(yè)，并將在高端原創(chuàng)性技術方面將有所突破。 集中應用的領域景觀照明市場：包括建筑裝飾、室內裝飾、旅游景點裝飾等，主要用于重要建筑、街道、商業(yè)中心、名勝古跡、橋梁、社區(qū)、庭院、草坪、家居、休閑娛樂場所的裝飾照明，以及集裝飾與廣告為一體的商業(yè)照明。汽車市場：車用市場是LED運用發(fā)展最快的市場，主要用于車內的儀表盤、空調、音響等指示燈及內部閱讀燈，車外的第三剎車燈、尾燈、轉向燈、側燈等。背光源市場：LED作為背光源已普遍運用于手機、電腦、手持掌上電子產品及汽車、飛機儀表盤等眾多領域。交通燈市場：由于紅、黃、綠光LED有亮度高、壽命長、省電等優(yōu)點，在交通信號燈市場的需求大幅增加。廈門市自2022年采用第一座LED交通信號燈后，如今全市100多座交通信號燈已有近70%更換為9 / 13LED；上海市則明文規(guī)定，新上的交通信號燈一律采用LED。戶外大屏幕顯示：由于高亮度LED能產生紅、綠、藍三原色的光，LED全彩色大屏幕顯示屏在金融、證券、交通、機場、郵電等領域倍受青睞；近兩年全彩色LED戶外顯示屏已代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等成為主流，尤其是在全球各大型體育場館幾乎已成為標準配備。特殊工作照明和軍事運用：由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及熱輻射低、體積小、便于攜帶等特點，可廣泛應用于防爆、野外作業(yè)、礦山、軍事行動等特殊工作場所或惡劣工作環(huán)境之中。其它應用：LED還可用于玩具、禮品、手電筒、圣誕燈等輕工產品之中，我國作為全球輕工產品的重要生產基地，對LED有著巨大的市場需求。 國內大功率LED 的研究 動態(tài)這里所指的大功率LE
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