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1、LED制造技术及应用简介芯片制造部王兆年LED制造技术及应用简介一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势什么是LED会发光的二极管LED是取自LightEmittingDiode三个字的缩写，中文译为“发光二极管”。LED是一种具有两个电极的半导体发光器件，让其流过小量电流就会发出可见光。380nm430nm490nm505nm515nm535nm585nm600nm630nm700nm紫色紫色紫色紫色(Purple)(Purple)蓝蓝蓝蓝色色色色(Blue)(Blue)蓝绿蓝绿蓝绿蓝绿色色色色(Bluish Gre
2、en)(Bluish Green)翠绿翠绿翠绿翠绿色色色色(Green)(Green)纯绿纯绿纯绿纯绿色色色色(Pure Green)(Pure Green)黃黃黃黃绿绿绿绿色色色色(Yellow Green)(Yellow Green)黃色黃色黃色黃色(Yellow)(Yellow)橙色橙色橙色橙色(Orange)(Orange)琥珀色琥珀色琥珀色琥珀色(Amber)(Amber)红红红红色色色色(Red)(Red)LED发光颜发光颜色色划划分分发光二极管封装应用图发光二极管构造第一个商用二极管产生于1960年。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树
3、脂密封，起到保护内部芯线的作用四元发光二极管芯片一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势LED制造技术及应用简介LED的构成 发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。LED的工作原理发光二极管的核心部分是由发光二极管的核心部分是由p p型半导体和型半导体和n n型半型半导组成的晶片，在导组成的晶片，在p p型半导体和型半导体和n n型半导体之间有一型半导体之间有一个过渡层，称为个过渡层，称为p-
4、np-n结。在某些半导体材料的结。在某些半导体材料的PNPN结结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称极管叫发光二极管，通称LEDLED。当它处于正向工作当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从状态时（即两端加上正向电压），电流从LEDLED阳极阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜
5、色的光线，光的强弱与电流大小有关颜色的光线，光的强弱与电流大小有关。LED的工作原理一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势LED制造技术及应用简介LED的发展历史AlGaInP LED 与 GaAsP LED光电参数对比LED的发展历史1965年世界上的第一只商用化LED诞生，用锗制成，单价45美元，为红光LED，发光效率0.1 lm/w1968年利用半导体搀杂工艺使GaAsP材料的LED的发光效率达到1 lm/w,并且能够发出红光、橙光和黄光1971年出现GaP材料的绿光LED，发光效率也达到1 lm/w80年代，
6、重大技术突破，开发出AlGaAs材料的LED，发光效率达到10 lm/w1990年到2001年，AlInGaP的高亮度LED成熟，发光效率达到40-50 lm/w，目前发光效率已经达到80lm/w1990年基于SiC材料的蓝光LED出现，发光效率为0.04 lm/w90年代中期出现以蓝宝石为衬底的GaN蓝光LED，到目前该技术仍为主流技术LED的发展历史半导体材料应用于LEDLED产业分工LEDLED外延片和外延片和LEDLED芯片：芯片：70%70%LEDLED封装：封装：10%20%10%20%LEDLED应用：应用：10%20%10%20%.利润特点利润特点.资源需求资源需求发光二极管产
7、业概况一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势LED制造技术及应用简介LED制造流程MOCVD外延片生长原理图外延生长设备（MOCVD）LED的层结构四元系LED的制造流程GaAs Substrate外延片外延片 外延生长层GaAs Substrate P P电极生长电极生长GaAs Substrate 光刻光刻GaAs SubstrateP电极蚀刻电极蚀刻GaAs Substrate P P极合金极合金GaAs Substrate 背面减薄背面减薄GaAs SubstrateN电极生长电极生长GaAs Substra
8、te N极合金极合金 外延生长层 外延生长层 外延生长层 外延生长层 外延生长层 外延生长层 外延生长层四元系LED的制造流程GaAs Substrate 外延生长层 半切半切GaAs Substrate外延生长层 晶粒测试晶粒测试探针GaAs Substrate外延生长层 切穿切穿GaAs SEpitax 扩膜并目检扩膜并目检ail layerubstrateGaAs SEpitax包装入库包装入库ail layerubstrate粘性膜粘性膜粘性膜LED的固晶焊线图正极负极正极负极LED晶片用来产生反射效果的杯状支架阴极环氧树脂透镜连接导线支架阳极阴极支架-短于阳极胶体缺口表示阴极LED的
9、的Lamp结构结构结构结构介绍介绍介绍介绍导电银胶LED封装白光产生方法n n3 chips 3 chips 型型:Red Chip+Green Chip+Blue ChipRed Chip+Green Chip+Blue Chipn n2 chips 2 chips 型型型型:Blue Chip+Yellow ChipBlue Chip+Yellow Chipn n1 chip 1 chip 型型型型 :Blue Chip+YellowBlue Chip+Yellow荧荧荧荧光粉光粉光粉光粉UV UV ChipChip+RGB+RGB荧荧荧荧光粉光粉光粉光粉（类似于荧光灯白光原理）（类似于荧
10、光灯白光原理）（类似于荧光灯白光原理）（类似于荧光灯白光原理）一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势LED制造技术及应用简介PN结理想 I-V曲线正向导通，反向击穿四元LED I-V曲线Vf1&Vf2的意义亮度与温度的关系波长与温度的关系一、什么是LED二、LED的工作原理三、LED产业介绍四、LED的制造流程五、LED的特性六、LED的应用与发展趋势LED制造技术及应用简介发光二极管的应用LED在未来五年最大的应用领域将会是在LCD的背光源和LED的平民化照明应用。发光二极管应用概况发光二极管的应用室外大LED全彩
11、色屏幕发光二极管的应用城市建筑装饰灯光工程发光二极管的应用花旗银行大厦发光二极管的应用索尼全球首台蓝光DVD刻录机BDZ-S7发光二极管的应用发光二极管的应用发光二极管的应用发光二极管的应用发光二极管的应用白光LED射灯发光二极管的应用LED的的优点优点寿命长寿命长,理论上为10万小時，一般大于5万小時（是荧光灯的10倍）发热量低，耗电量小发热量低，耗电量小,白炽灯的1/8,荧光灯的1/3）体积体积小小,重量重量轻轻,可封装成各种类型，目前市面上最小的芯粒只有150um大小坚坚固耐用固耐用,不怕震不怕震动动。环氧树脂封装，防水，耐恶劣环境使用多色多色显显示示,利用RGB可实现七彩色显示工作工作温温度度稳稳定性好定性好 散热好响应时间响应时间快快,一般一般为为毫微秒毫微秒(ns)(ns)級級冷光冷光，不不是熱光源是熱光源電電压压低低,可以用太陽能電池作電源可以用太陽能電池作電源谢谢 谢！谢！