如图4-3所示，两种材料都必须覆盖全部可见光范围。本节仅涉及宽带隙氮化物，与基于磷化物的系统相比，它依赖于不同的结构。历史上，第一种氮化物基LED的结构类似于磷化物基LED。后来，尽管SiC具有令人瞩目的特性，但为了增强器件的性能，二极管的结构与生长于蓝宝石的二极管结构越来越相似。实际上，如前面解释的那样，目前的结构中没有衬底，目的是改善器件的性能。在详细介绍工艺流程前，将介绍几种类型的二极管结构。...
2023-06-15 历史故事
LED照明应用技术
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悬空外延下的GaN纳米柱阵列及其生长现象详细阅读
当2D外延的参数失配很高时，存在一个临界厚度，当厚度小于临界厚度时，生长完成的薄膜开始释放原来吸收的弹性能量，并制造出一些位错。对于GaN/Al2O3，这种现象发生于第1个单层。图2-27 GaN层横截面的SEM图像，使用悬空外延技术，图片摘自文献[DAV 01]。可以在聚结区下观察到一些空隙图2-28 1μm高的GaN纳米柱阵列。MOVPE生长开始于纳米蚀刻掩膜。图2-29 在AlN/SiC纳米柱上的MOVPE再生长。刻蚀掩膜由正方形基元组成，最小的基元边长为40nm[BOU 06]...
2023-06-15 历史故事
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使用比色法测定材料颜色及其变化详细阅读
比色法指的是数据的收集和色别标志、颜色分化和色貌方法[CIE 04]。CIELAB的均匀色空间通常是确定材料颜色的首选方法。图7-4 XYZ空间中的颜色表示法。等能量白点位于色度图的中点（见彩页）图7-5 自然光在CIE色度图x，y上的定位（见彩页）7.2.1.1 色温白光与日光有关，因为自然光遵循严格定义的变化规律，它的颜色和光谱是密切相关的。...
2023-06-15 历史故事
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不同种类的有机半导体详细阅读
图8-2 小分子的例子。均聚物由单体链构成，而两种或多种不同的单体链重复若干次的缔合就形成共聚物。聚合物中的电子输运与半导体中的相似，因为电荷可以沿着聚合物在HOMO[5]和LUMO[6]能级上移动。然而，与小分子一样，电荷必须从一个分子跳跃至另一个分子；因此聚合物具有第2类电导率，低于第1类并被称为分子间电导率。...
2023-06-15 历史故事
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LED光输出效率与外量子效率的数量级分析详细阅读
最佳情况下，LED的工作电压约为3V。为了获得50%的外部效率，350×350μm2和1×1mm2的发热量分别约为0.5W和1.5W，相当于几百瓦每平方厘米。在详细介绍二极管的结构之前，首先给出两种发射波长的外量子效率数量级和能达到的光输出效率数量级[KRA 07]。图4-2所示为两种二极管在连续波工作及没有有效热管理情况下的外量子效率和光输出。对于蓝光二极管，EQE在340mA情况下约为56%，在低注入情况下可达62%。...
2023-06-15 历史故事
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各向异性生长及其特点介绍详细阅读
当横向生长与垂直生长相比占据主导地位时，晶粒发生聚结。当掩膜带平行于<11-20>时，用ELO生成的GaN横截面呈现为三角形，与生长条件无关。GaN的形态取决于不同层间的相对生长率。所以当通过增加温度或减小压力的方法减少ELO带的垂直生长时，增加横向生长是可行的。通过调节生长环境来改变GaN条纹几何结构的能力可被用于进一步改善薄膜的品质。这就是ELO 2S，一种基于两级GaN生长的技术[BEA 99]。图2-22 ELO GaN在<11-20>和<1-100>定向带上生长的变化图。...
2023-06-15 历史故事
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氮化物中的边沿型和螺旋位错特征及生长机制详细阅读
氮化物内的大部分缺陷是由成核层内晶粒聚结而形成的螺旋位错。图2-8 GaN/Al2O3横截面的TEM图像这类生长被称为柱状生长，因为沿着轴的相干长度较大而平面中的长度减小。边沿型位错有一个伯格矢量，这是由大小为a=1/3<1-210>的局部晶体变形产生的，而螺旋位错有一个大小为c=<0001>的伯格矢量。AFM表面分析显示出近乎平行的脊状突起，其中一些混合位错在两个突起的交接处隆起。而纯螺旋位错并不常见，可由围绕位错的螺旋形生长加以辨认。...
2023-06-15 历史故事
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LED封装及热管理详细阅读
对于LED，0级封装的晶片互连已在第4章进行了讨论。本章将主要介绍1级封装，即用1个或几个LED芯片制作出一个独立的器件。在5.3节中将讨论与热管理相关的问题。实际上，尽管LED的光输出效率显著高于白炽灯或荧光灯，但LED输入电功率的80%仍以热的形式消耗。...
2023-06-15 历史故事
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LED发出白光的原理与挑战详细阅读
目前有3种使LED发出白光的方法：1）将二极管发出的波长为λ1的短波长光与磷光体发出的波长为λ2的长波长光结合；2）用二极管发出近紫外光，与1个或几个磷光体相结合；3）用（至少）3个二极管发出不同波长的可见光，并将它们结合形成白光。这种组合使获得色温为5500K的LED成为可能。然而，这大大降低了LED的发光效率。短期内，这项技术将有可能占领白光LED市场。表1-1 用LED产生白光的方法...
2023-06-15 历史故事
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3D外延生长：实现高质量晶体生长的关键技术详细阅读
GaN外延层中的缺陷主要是位错，它们是第1个生长步骤中不同晶粒的聚结而产生的。3）温度降至约600℃，GaN缓冲层因向反应器注入TMG而沉积。在这一阶段，原来的2D缓冲层发生重要的形态学变化，因大量传输再结晶而形成3D GaN岛。图2-19 GaN在蓝宝石上3D生长时反射率信号的变化在2D至3D转换之后，TMG被立刻注入至容器中。生成层的位错密度为5×108/cm2，比2D GaN低10倍。...
2023-06-15 历史故事
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二极管工艺优化：蚀刻与接触沉积设计详细阅读
本节将详细介绍二极管工艺设计的各个步骤。在宽带隙材料、尤其是p型GaN上难以获得欧姆接触，因为掺杂程度较低。除了所有可能的镀金属法，良好的接触质量与金属的表面品质及污染关系密切。请记住良好欧姆接触的制造方法非常重要并受到知识产权的保护，所以难以获取相关信息。最常用的处理是稀释HCl法，可减少表面的氧和碳污染。大多数研究并未很好地解释欧姆接触的机理。...
2023-06-15 历史故事
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光源领域的革新历史回顾详细阅读
1968年，第一款商用LED只能发出0.001lm的红光。最近，亮度记录值达到1100lm，这是将6个LED结做在一个芯片上实现的[4]。图1-2 可见光LED的发明者N.Holonyak教授（左）向他的导师、晶体管的发明者J.Bardeen教授展示他的样品图1-3 “Haitz规律”预言LED的光通量每10年增加20倍，与此同时成本降低10倍了解了以上革命性成果之后，人们显然会发出这样合理的疑问：LED是否能取代传统照明器件？...
2023-06-15 历史故事
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LED照明技术突破与欧洲霸主地位动摇详细阅读
LED的发展带来的技术突破很有可能动摇欧洲的霸主地位并改变世界照明市场的格局。目前，标准LED[10]主要由亚洲制造，高亮度LED主要由日本和美国制造。图1-6 中国的LED产量注：为了比较，2000年LED的总产量估计为1000亿个，其中中国的产量所占比重小于10%。现在，LED的总市场为价值为85亿美元。目前高亮度LED在普通照明领域的市场份额约为6%，2010年可能会达到10%。20世纪70年代，单颗LED在电气和电子装置中用作“指示器”。...
2023-06-15 历史故事
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GaN生长中的悬空外延技术优化方案详细阅读
首先，SiO2掩膜沉积于GaN层上，随后条带通过衬底腐蚀，衬底还能阻止高温时的GaN成核。晶粒在相遇前只能横向生长，此后传统的ELO生长发生。横向层在SiO2表面扩张，SiO2表面沉积于GaN层之上。悬空外延技术还有一些变种，例如无需SiO2掩膜的悬空外延[GEH00]，以及选择性悬空外延，也称为“空气桥”ELO[KID 00]。图2-26 GaN在SiC上的悬空外延生长，图片摘自文献[DAV 01]。...
2023-06-15 历史故事
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晶片到芯片：制造科技的进步与应用详细阅读
如今，芯片是在直径大至100mm、甚至200mm的晶片上生产的。两种类型的LED芯片具有横向结构，即普通芯片和倒装芯片，它们的两个接触位于同一侧。如果芯片是黏合型的，晶片的背面通常覆盖一层几百纳米厚的薄金属层；个别情况下，如果芯片是焊接型的，背面为几微米厚的焊接层。随后芯片用标准的钻石锯切法或激光切片法从晶片上独立出来，然而，蓝宝石非常坚硬且需要特殊的切片条件：高速旋转的刀片、车床卡盘的低前进速度以及大功率激光。...
2023-06-15 历史故事
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光度计/辐射计应具备的性能详细阅读
6.1.3.2 角响应和空间响应光度计或辐射计必须考虑“余弦定律”[见式（6-6）]，即它们对确定的平行入射光的响应必须与入射光和接收平面法线间入射角的余弦值有关系。...
2023-06-15 历史故事