提高led防爆燈發(fā)光效率的芯片新技術(shù)

(1) led防爆燈透明基板技術(shù)

通常是在GaAs 襯底上外延生長(zhǎng)，制備InGaAlP 發(fā)光區(qū)GaP 窗口區(qū)，由于材料的禁帶帶寬比InGaAlP 小很多，窗口表面在發(fā)光區(qū)發(fā)出短波光用于人體GaAs 襯底的窗口，其中在襯底和限制層之間生長(zhǎng)布拉格反射區(qū)，以將垂直于反射襯底的光返回到發(fā)射區(qū)或部分增強(qiáng)器件的發(fā)光性能，這是器件低的主要原因發(fā)光效率。更有效的方法是先去除GaAs襯底，代之以全透明的GaP晶體，由于襯底的吸收區(qū)從芯片上去除，量子效率從4%提高到25%-30%。 %。為進(jìn)一步降低電極面積的吸收，透明基板型InGaAlP器件制作成截倒錐體的形狀，大大提高了男孩的效率。

(2) led防爆燈金屬膜反射技術(shù)

透明基板技術(shù)最早由美國(guó)HP、Lumileds等公司起步，主要是日本和臺(tái)灣廠商研發(fā)金屬膜反射法。該技術(shù)不僅避開了偉明基板的專利，更有利于量產(chǎn)，效果類似于透明基板法。這種技術(shù)通常稱為MB工藝，首先去除GaAs襯底，然后在GaAs襯底表面和Si襯底表面同時(shí)沉積一層Al金屬膜，然后從底部焊接在一起。特定的溫度和壓力。從發(fā)光層照射到基板上的光被Al金屬層反射到芯片表面，使器件的發(fā)光效率提高2.5倍以上。

(3）led防爆燈表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)

表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)是另一種提高器件發(fā)光效率的有效技術(shù)，該技術(shù)的基礎(chǔ)是在芯片表面蝕刻出許多光波長(zhǎng)大小的紋理結(jié)構(gòu)。雖然每個(gè)結(jié)構(gòu)都是截頭四面體，但由于發(fā)光面積擴(kuò)大以及光在芯片表面的折射方向改變，透光效率大大提高。

(4) LED防爆燈倒裝芯片技術(shù)

采用MOCVD技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN基LED結(jié)構(gòu)層，從P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光通過上部P型區(qū)發(fā)出。由于p型GaN的導(dǎo)電性較差，通過簡(jiǎn)單的氣相沉積技術(shù)在P區(qū)表面形成Ni*Au組成的金屬電極層，以獲得良好的電流擴(kuò)展。 P 區(qū)是通過這個(gè)金層繪制的。為獲得良好的電流膨脹，Ni-Au金屬電極層不宜過薄，這對(duì)器件的發(fā)光效率影響很大，一般應(yīng)同時(shí)考慮電流膨脹和光提取效率。但無論在什么情況下，

現(xiàn)在它總是惡化光傳輸性能。同時(shí)，導(dǎo)線焊點(diǎn)的存在也會(huì)影響器件的發(fā)光效率，GNled倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除上述問題。

從如可以看出，美國(guó)LUmHedS事業(yè)部率先采用LED倒裝芯片技術(shù)，避免電極飛鏢效應(yīng)，提高光提取效率，改善電流擴(kuò)散、散熱和有效提高光提取效率提高外量子效率達(dá)到21zheng#435nm功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到2%。

200mA大功率，高達(dá)400mW（芯片尺寸0.1mmX1mm，發(fā)射波長(zhǎng)0.435nro，驅(qū)動(dòng)電流1A），器件整體發(fā)光效率比正式結(jié)構(gòu)提高1*6倍。

(5) LED防爆燈芯片鍵合技術(shù)

光電器件對(duì)所需的材料性能有特定的要求，一般要求帶寬差異大，材料折射變化大，不能形成所需帶寬差異和折射指數(shù)差異，而是在晶圓上外延使用GaAs、InP等常見的異質(zhì)外延技術(shù)不僅價(jià)格昂貴，而且界面和位點(diǎn)銪密度也非常高，是否因?yàn)椴煌y以形成高質(zhì)量的光電集成器件？因?yàn)榈蜏劓I合技術(shù)可以大大減少不同材料之間的熱失配，減少應(yīng)力和位錯(cuò)，形成高質(zhì)量的器件，逐步了解鍵合機(jī)制，逐步改進(jìn)鍵合工藝技術(shù)成熟，不同材料的芯片可以鍵合在一起，形成一些特殊的材料和器件，例如，可以在硅片上形成新的結(jié)構(gòu)，通過形成硅化物層后進(jìn)行鍵合，由于硅化物具有非常高的導(dǎo)電性，可以代替雙極器件中的埋層，降低RC常數(shù)。

(6)led防爆燈的激光剝離技術(shù)

激光剝離技術(shù)(LLO) 使用激光能量分解GaN/藍(lán)寶石界面處的GaN 緩沖層，將LED 外延晶片與藍(lán)寶石襯底分離。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于可以將外延片移到具有導(dǎo)熱性的散熱器上，以改善大芯片中的電流膨脹。 N面為發(fā)光面，發(fā)光面積大，電極小，微結(jié)構(gòu)制備容易，減少了蝕刻、研磨、劃片。更重要的是藍(lán)寶石襯底可以重復(fù)使用。