GaN基蓝光LED关键技术进展

以高亮度GaN基蓝光LED为核心的半导体照明技术对照明领域带来了很大的冲击,并成为目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文首先综述了GaN基材料的基本特性,分析了GaN基蓝光LED制程的关键技术如金属有机物气相外延,P型掺杂,欧姆接触,刻蚀工艺,芯片切割技术,介绍了目前各项技术的工艺现状,最后指出了需要改进的问题,展望了末来的研究方向。     

GaN基白光LED温度特性实验研究

实验研究了恒流驱动条件下,GaN基白光LED的正向电压、发光光谱和发光效率随环境温度的变化情况.结果表明,在输入电流恒定的情况下,随着温度的升高,结电压和发光强度与温度具有良好的线性关系,并且GaN基白光LED的发光颜色总是向蓝光漂移,而小电流驱动时比大电流驱动时蓝光漂移更明显.根据实验结果,分析了器件的最佳额定工作电流.

Abstract：

Under a constant driving current, the changes of the forward voltage, emission spectrum and luminous efficiency of GaN-based White LEDs with the ambient temperature are studied experimentally. It is found that the forward voltage and the luminous intensity depend on the temperature linearly with constant injection current, and luminous colors of GaN-based White LEDs always shift towards blue. And the blue shift with low driving current is more obvious than that with high driving current. According to the results, the best rated operating current of GaN-based white LEDs is discussed.     

高亮度白光LED

最近，日本丰田合成公司用蓝光LED和黄光荧光粉组合得到白光。他们在蓝光LED外延层结构上做了改进而得到高效发光。在20mA电流下发光强度为1300mcd，其亮度是现在手机背光LED(600mcd)的2倍以上，另外还采用了耐热树脂，使寿命是现在LED的1．5倍。     

GaN基发光二极管研究与进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体GaN是最近研究比较活跃的半导体材料系，其高亮度发光二极管一出现即引起广泛的关注，并以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体二极管的研制和发展概况，应用和市场前景，以及近期研究热点作了介绍。     

高亮度InGaN基白光LED特性研究

利用自行研制的InGaN GaNSQW蓝光LED芯片和YAG :Ge3 荧光粉制作了高亮度白光LED(Φ3) ,并对其发光强度、色度坐标、I V、色温及显色性等特性进行了研究 .实验结果表明 :室温下 ,正向电流为 2 0mA时 ,白光LED的轴向发光强度为 1 1～ 2 3cd ,正向电压小于 3 5V ,色度坐标为 (0 2 8,0 34) ,显色指数约为 70 .     

蓝光LED的新进展和GaN蓝光激光二极管的诞生

本文综述了蓝光ＬＥＤ和激光二极管的新进展。氮化镓材料系作为未来短波半导体光源的优质日益明显，以ＧａＮ为基的超高亮度的蓝，绿光ＬＥＤ获得重大进展，以ＧａＮ为基的蓝光激光二极管也已诞生。本文着重了介绍了ＧａＮ蓝光器件衬底的种类和制备方法，对量子阱ＬＥＤ和新诞生的多量子阱ＩｎＧａＮ蓝光激光二极管的结构及特性也进行了重点介绍。     

GaN蓝光材料及其应用

本文介绍了作为第三代电子材料的ＧａＮ的基本性质，综述了其主要制备方法及应用领域，对其应用前景进行了预测。     

高效白光LED

日本名城大学开发了高效白光LED。此高效白光LED是由紫光LED与白光荧光材料组合而成的，与原来由蓝光LED和白光荧光材料组成的白光LED相比，发光效率由70 lm／w提高到130 lm／w，     

高亮度GaN基蓝色LED的研究进展

超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命，它是目前全球半导体领域研究和投资的特点。本文综合分析了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术，并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了展望。     

白光LED背光灯

三星电机开发了蓝光LED与红、绿光荧光粉组合一体的白光LED，用于TFT-LCD背光灯。与RGB三个LED芯片组合的白光LED相比较，价格降低40％，比CCFL背光灯稍贵一些，但已达到大量应用的水平，其产品预计今年将占背光灯市场的3．6％，2010年约占29．2％。     

大功率氮化镓基白光LED模组的散热设计

散热设计是大功率发光二极管(LED)模组结构设计的重要环节.首先利用计算流体力学方法对自然对流条件下大功率LED模组的温度场进行了模拟,提出并优化了模组可采用的散热片结构,进而对影响模组散热的其他关键因素进行了分析,结果表明,提高关键封装材料如银胶的热导率能够有效地降低芯片温度,提高芯片温度均匀性;多芯片封装时芯片的整体温度及均匀性相对于单芯片封装皆有改善.优化后的封装结构在5 W电功率注入条件下,芯片结温约60 ℃.     

铟镓氮超高亮度蓝色发光二极管

从材料、器件、结构、特性及其应用等方面介绍了ＩｎＧａＮ超高亮度蓝色发光二极管，这种器件峰值波垂为４５０ｎｍ，外量子效率是２．７％，在正向电流２０ｍＡ时，亮度达１．２ｃｄ，正向压降为３．６Ｖ，比市售的其它蓝色发光二极管的亮度提高１００倍，其在上全色显示方面具有广阔的应用前景。     

硅衬底GaN基LED的研究进展

与蓝宝石衬底相比，硅衬底具有低成本、大面积、高质量、导电导热性能好等优点，普遍认为使用Si片作GaN薄膜衬底有可能实现光电子和微电子的集成，因此Si基GaN的研究受到了广泛关注。本文回顾了Si衬底GaN基LED的研究进展，同时简要介绍了在Si衬底上制备GaN基LED的实验结果，及研制出工作电压为3．6V、串联电阻为31Ω、输出功率近1mW的Si衬底GaN基蓝光LED。     

白光LED老化机理研究进展

介绍了国内外在老化机理研究方面采用的加速老化方法,主要从深能级和非辐射复合中心的增加、接触电极金属的电迁移和退化、散热不良导致的电极缓慢或灾变性失效、封装材料的老化、荧光粉的劣变、静电的影响等方面来分析老化机理.同时介绍了根据这些研究而采取的各种改善措施.     

GaN基蓝光LED吸湿失效分析及改善

湿气进入LED芯片内部会加速其老化失效,影响其可靠性.本研究模拟实验LED芯片在湿气环境中产生的GaN氧化、金属电极吸湿腐蚀和金属离子迁移等失效外观.利用ALD沉积A12O3钝化层替代传统的PECVD沉积SiO2钝化层.通过逆电解的方式测试了其失效时间,通过高温高湿老化实验测试了其正向电压和亮度变化,实验结果表明:A1...     

High quality GaN-based LED epitaxial layers grown in a homemade MOCVD system

A homemade 7×2 inch MOCVD system is presented.With this system,high quality GaN epitaxial layers,InGaN/GaN multi-quantum wells and blue LED structural epitaxial layers have been successfully grown. The non-uniformity of undoped GaN epitaxial layers is as low as 2.86%.Using the LED structural epitaxial layers, blue LED chips with area of 350×350μm~2 were fabricated.Under 20 mA injection current,the optical output power of the blue LED is 8.62 mW.     

使用自制MOCVD系统外延高质量GaN基LED材料

A homemade 7×2 inch MOCVD system is presented.With this system,high quality GaN epitaxial layers,InGaN/GaN multi-quantum wells and blue LED structural epitaxial layers have been successfully grown. The non-uniformity of undoped GaN epitaxial layers is as low as 2.86%.Using the LED structural epitaxial layers, blue LED chips with area of 350×350μm~2 were fabricated.Under 20 mA injection current,the optical output power of the blue LED is 8.62 mW.     

GaN基大功率倒装焊蓝光LED的I-V特性研究

测量了GaN基大功率倒装焊蓝光发光二极管(LED)在不同温度、不同老化阶段的电流-电压(I-V)特性曲线.结果表明,相对理想情形,特性曲线的反向偏压区漏电因深能级隧穿偏大;正向小偏压下因沿着位错汇聚金属产生漏电流;产生-复合电流区和扩散电流区因多量子阱限制而理想因子偏大;由于有源区低掺杂,在10A/cm2就开始形成大注入区;在大电流下也因为串联电阻分压而形成串联电阻区.扩散电流区的温度系数和肖克莱方程导出的数值最接近,可用来测量结温.老化过程中反向漏电流增加,是因为有了更多被激活的深能级;随着老化正向漏电增加的速度变慢,是由于位错逐渐被汇集的金属填满.     

GaN基绿光LED芯片电流加速失效机理研究

采用电流加速的电应力老化方法研究GaN基绿光 LED芯片的失效机理。LED芯片在经过60 mA 电流老化424 h后,其发光效率总体趋势都是随老化时间增加而减小 ,但是小测量电流相比于大测量电 流的发光效率衰减程度更为明显。同时,在正向偏压下电流电压曲线基本没有变化,而反向 偏压下的反向 电流随老化时间的增加而快速增加。笔者认为在电应力老化作用下,随老化时间增加,有源 区的缺陷能级 增多,在正向偏压下,缺陷能级起到一个有效陷阱的作用,增加了载流子的寿命,降低了辐 射复合的几率, 使得发光效率降低,但是并没有减小正向偏压下的电流,而反向偏压时,缺陷能级起到了一 个漏电通道的作用,使得反向电流增大。