國內(nèi)外大功率發(fā)光二極管的研究發(fā)展動(dòng)態(tài)(編輯修改稿)
2025-07-24 23:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (c).色純Pc：樣品顏色接近主波長(zhǎng)光譜色的程度,Pc=a/b [5]。(d).相關(guān)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(shí)，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(biāo)，然后在色度圖上由CIE1960UCS 推導(dǎo)的ISO色溫線求取色溫。對(duì)于相對(duì)光譜功率分布偏離黑體相對(duì)光譜功率分布較遠(yuǎn)的光源，用色度坐標(biāo)與其最靠近的黑體溫度來表示該光源的相關(guān)色溫，在色溫線上求取相關(guān)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(shí)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(dǎo)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(dǎo)體表面清洗，半導(dǎo)體表面的氧化物，油污等雜質(zhì)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(duì)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(jié)束后還要通過合金化過程。合金化通常是在 H2 或 N2 保護(hù)下進(jìn)行。合金化的時(shí)間溫度通常是根據(jù)半導(dǎo)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(dǎo)體表面相鄰兩電極間的 IV 曲線通常是成直線關(guān)系，當(dāng)然若是半綠等芯片在電極工藝還要復(fù)雜要增加鈍化膜生長(zhǎng)，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(duì)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(cè)的根據(jù)一般包括測(cè)試其正向?qū)妷?，波長(zhǎng)，光強(qiáng)，及反向特性等。芯片成品包裝一般包括白膜包裝和藍(lán)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(dòng)。藍(lán)膜包裝一般是背面粘在膜上。芯片間距較小適合自動(dòng)機(jī)。 LED的發(fā)展史A、20世紀(jì)60年代初LED光源問世。當(dāng)時(shí)所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λp=650nm） ，在驅(qū)動(dòng)電流為20毫安時(shí)，光通量只有千分之幾個(gè)流明相應(yīng)的發(fā)外延材料檢驗(yàn) 清洗 鍍膜 光刻 合金入庫 包裝 檢測(cè) 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(chǎn)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(dá)到10流明/瓦。D、90年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍(lán)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(dá)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(dá)到50流明/瓦。3 國內(nèi)外大功率LED 的研究 中國LED的發(fā)展概述中國在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域已具備一定技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。與微電子相比，中國在半導(dǎo)體發(fā)光器件領(lǐng)域與國外的差距較小。我國自主研制的第一個(gè)發(fā)光二極管(LED)，比世界上第一個(gè)發(fā)光二極管僅僅晚幾個(gè)月。目前我國半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，與發(fā)達(dá)國家只相差3年左右。通過國家科技攻關(guān)計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持，我國已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備 器件封裝集成應(yīng)用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈 [7]。 國內(nèi)LED 的研究、投入和發(fā)展概述19601970年 中國科學(xué)院開展發(fā)光科學(xué)的研究。19802022年 LED開始從研究走向生產(chǎn)；早期引進(jìn)管芯進(jìn)行封裝，技術(shù)門檻低，九十代引進(jìn)外延片進(jìn)行加工，進(jìn)而開展技術(shù)含量很高的外延片的研發(fā)和小批量生產(chǎn)。2022年初具規(guī)模。2022年 產(chǎn)值100億元，產(chǎn)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(dǎo)體照明基地。與國際先進(jìn)水平相比，現(xiàn)在中國半導(dǎo)體照明技術(shù)落后35年。6月17日，科技部聯(lián)合6部和11個(gè)地方政府，從國家層面上啟動(dòng)了半導(dǎo)體照明工程。共獲資金支持180萬元?？萍疾堪选鞍雽?dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”課題列為“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃重大項(xiàng)目?？萍疾?月3日宣布，有科技部、信息產(chǎn)業(yè)部等6部委和14個(gè)地方政府共同實(shí)施的“國家半導(dǎo)體照明工程”首批50個(gè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)。2022年—2022年 半導(dǎo)體照明國家科技攻關(guān)計(jì)劃啟動(dòng)。目標(biāo)近期將解決產(chǎn)業(yè)化急需的一些關(guān)鍵技術(shù)、掌握一批半導(dǎo)體照明技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。中遠(yuǎn)期培育新型大功率白光LED通用照明產(chǎn)業(yè)，并將在高端原創(chuàng)性技術(shù)方面將有所突破。 集中應(yīng)用的領(lǐng)域景觀照明市場(chǎng)：包括建筑裝飾、室內(nèi)裝飾、旅游景點(diǎn)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(chǎng)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(chǎng)：車用市場(chǎng)是LED運(yùn)用發(fā)展最快的市場(chǎng)，主要用于車內(nèi)的儀表盤、空調(diào)、音響等指示燈及內(nèi)部閱讀燈，車外的第三剎車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈、側(cè)燈等。背光源市場(chǎng)：LED作為背光源已普遍運(yùn)用于手機(jī)、電腦、手持掌上電子產(chǎn)品及汽車、飛機(jī)儀表盤等眾多領(lǐng)域。交通燈市場(chǎng)：由于紅、黃、綠光LED有亮度高、壽命長(zhǎng)、省電等優(yōu)點(diǎn)，在交通信號(hào)燈市場(chǎng)的需求大幅增加。廈門市自2022年采用第一座LED交通信號(hào)燈后，如今全市100多座交通信號(hào)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(hào)燈一律采用LED。戶外大屏幕顯示：由于高亮度LED能產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色的光，LED全彩色大屏幕顯示屏在金融、證券、交通、機(jī)場(chǎng)、郵電等領(lǐng)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(chǎng)館幾乎已成為標(biāo)準(zhǔn)配備。特殊工作照明和軍事運(yùn)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(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于防爆、野外作業(yè)、礦山、軍事行動(dòng)等特殊工作場(chǎng)所或惡劣工作環(huán)境之中。其它應(yīng)用：LED還可用于玩具、禮品、手電筒、圣誕燈等輕工產(chǎn)品之中，我國作為全球輕工產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地，對(duì)LED有著巨大的市場(chǎng)需求。 國內(nèi)大功率LED 的研究 動(dòng)態(tài)這里所指的大功率LE
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