LED半导体照明趣味百题问答

1、半导体照照明（LLED）百 题 问 答答上海市光光电子行行业协会会二OO五五年二月月TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc130892634 1、光的的本质是是什么，物体发发光有哪哪几种方方式？ PAGEREF _Toc130892634 h 44 HYPERLINK l _Toc130892635 2、谓电电致发光光？半导导体发光光为何属属冷光？ PAGEREF _Toc130892635 h 5 HYPERLINK l _Toc130892636 4、简单单介绍一一下LEED的发发展历史史好吗？ PAGEREF _Toc130892636 h 5 HYPERLIN

2、K l _Toc130892637 5、请问问照明光光源的基基本种类类与主要要性能有有哪些？ PAGEREF _Toc130892637 h 6 HYPERLINK l _Toc130892638 6、如何何描述LLED的的基本特特性？ PAGEREF _Toc130892638 h 66 HYPERLINK l _Toc130892639 7、传统统光源相相比，LLED光光源有哪哪些优点点？ PAGEREF _Toc130892639 h 8 HYPERLINK l _Toc130892640 9、何谓谓绿色照照明光源源？它有有哪些特特点？ PAGEREF _Toc130892640 h 8

3、8 HYPERLINK l _Toc130892641 10、为为什么说说21世纪纪将迎来来照明产产业自爱爱迪生发发明白炽炽灯以来来又一次次产业革革命？ PAGEREF _Toc130892641 h 99 HYPERLINK l _Toc130892642 12、哪哪些产业业是LEED产业业链的构构成部分分？ PAGEREF _Toc130892642 h 100 HYPERLINK l _Toc130892643 18、当当前我国国LEDD产品与与国际先先进相比比，主要要差距在在哪里？ PAGEREF _Toc130892643 h 10 HYPERLINK l _Toc130892644

4、 19LLED的的发光源源是PN结，是如何何制成的的？哪些些是常用用来制造造LEDD的半导导体材料料？ PAGEREF _Toc130892644 h 111 HYPERLINK l _Toc130892645 22、当当前生产产超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有几几种？什什么是MMOCVVD？ PAGEREF _Toc130892645 h 11 HYPERLINK l _Toc130892646 27、请请可否能能深入浅浅出地介介绍一下下LEDD芯片的的制造流流程。 PAGEREF _Toc130892646 h 112 HYPERLINK l _Toc130892647 29、通通过哪

5、些些芯片制制造过程程中的工工艺技术术措施，可以提提高芯片片发光强强度与出出光效率率？ PAGEREF _Toc130892647 h 133 HYPERLINK l _Toc130892648 30、LLED的的芯片为为什么要要分成诸诸如8mmil，9miil113至22mmil，40mmil等等不同的的尺寸？尺寸大大小对LLED光光电特性性有哪能能些影响响？ PAGEREF _Toc130892648 h 155 HYPERLINK l _Toc130892649 34、请请介绍一一下“透明电电极”芯片的的结构与与它的特特点？ PAGEREF _Toc130892649 h 116 HYPE

6、RLINK l _Toc130892650 35、什什么是“倒装装装芯片”（Fliip CChipp）?它的结结构如何何？它有有哪些优优点？ PAGEREF _Toc130892650 h 116 HYPERLINK l _Toc130892651 36、用用于半导导体照明明的芯片片技术的的发展主主流是什什么？ PAGEREF _Toc130892651 h 117 HYPERLINK l _Toc130892652 37、LLED芯芯片封装装成发光光二极管管一般可可以分成成哪几种种形式？他们在在结构上上各有什什么不同同？ PAGEREF _Toc130892652 h 177 HYPERLI

7、NK l _Toc130892653 38、LLED芯芯片封装装成器件件一般的的制造程程是什么么？ PAGEREF _Toc130892653 h 188 HYPERLINK l _Toc130892654 39、为为什么要要将芯片片进行封封装？封封装后的的器件比比裸芯在在性能上上有什么么不同？ PAGEREF _Toc130892654 h 18 HYPERLINK l _Toc130892655 41、何何谓“一次光光学设计计”？LEDD封装中中有哪几几种出光光透镜？他们有有何特点点？ PAGEREF _Toc130892655 h 199 HYPERLINK l _Toc13089265

8、6 42、大大功率LLED的的封装形形式目前前常见的的有哪几几种？他他们各自自有哪些些异同？ PAGEREF _Toc130892656 h 20 HYPERLINK l _Toc130892657 46、能能否简单单介绍一一下芯片片粘结工工艺中的的“合金粘粘结”工艺？ PAGEREF _Toc130892657 h 20 HYPERLINK l _Toc130892658 48、白白光LEED是通通过哪些些方法来来实现的的？ PAGEREF _Toc130892658 h 211 HYPERLINK l _Toc130892659 49当当前制造造白光LLED的的主流方方法是什什么？ PAG

9、EREF _Toc130892659 h 222 HYPERLINK l _Toc130892660 50白白光LEED当前前具有代代表性的的产品的的水平如如何？ PAGEREF _Toc130892660 h 222 HYPERLINK l _Toc130892661 51什什么是色色温？什什么是显显色指数数？ PAGEREF _Toc130892661 h 222 HYPERLINK l _Toc130892662 52照照明领域域对白光光LEDD的光电电性能有有哪些基基本要求求？ PAGEREF _Toc130892662 h 233 HYPERLINK l _Toc130892663

10、54LLED光光源取代代传统光光源从目目前来看看还需克克服哪些些障碍和和基本技技术关键键？ PAGEREF _Toc130892663 h 233 HYPERLINK l _Toc130892664 55白白光LEED的光光谱与单单色光（红、黄黄、蓝、紫等）的光谱谱有些什什么区别别？ PAGEREF _Toc130892664 h 255 HYPERLINK l _Toc130892665 56为为什么用用太阳能能电池与与白光LLED组组合的照照明系统统被称为为“真正的的绿色照照明”系统？ PAGEREF _Toc130892665 h 26 HYPERLINK l _Toc130892666

11、 59什什么是LLED的的内量子子效率？不同的的发光波波长，假假定内量量子效率率达1000%，其电-光效率率有何不不同？ PAGEREF _Toc130892666 h 226 HYPERLINK l _Toc130892667 60、LLED PN结结有源层层发出的的光子能能否1000%逸逸出到空空气中？ PAGEREF _Toc130892667 h 27 HYPERLINK l _Toc130892668 62、能能否简述述一下提提高LEED芯片片电一光光转换效效率的意意义何在在？ PAGEREF _Toc130892668 h 288 HYPERLINK l _Toc130892669

12、 63、衡衡量LEED器件件光电转转换优劣劣的参数数主要有有哪些？ PAGEREF _Toc130892669 h 29 HYPERLINK l _Toc130892670 64、单单个LEED的流流明效率率与用LLED作作光源构构成的灯灯具的流流明效率率有什么么异同？ PAGEREF _Toc130892670 h 30 HYPERLINK l _Toc130892671 65、什什么是人人眼对光光的视觉觉函数？ PAGEREF _Toc130892671 h 31 HYPERLINK l _Toc130892672 66、人人眼对光光的视觉觉函数这这一特点点对我们们了解LLED有有什么作作

13、用？ PAGEREF _Toc130892672 h 332 HYPERLINK l _Toc130892673 67、为为什么一一个蓝光光LEDD在涂上上特殊的的荧光粉粉构成白白光LEED后，其辐射射光通量量会比蓝蓝光的高高出几倍倍基至十十几倍？ PAGEREF _Toc130892673 h 32 HYPERLINK l _Toc130892674 68、LLED在在照明应应用中，往往要要知道这这个LEED的照照度是多多少，请请问照度度的定义义是什么么？知道道了这个个LEDD的辐射射光通量量，能否否求出它它的照度度？ PAGEREF _Toc130892674 h 333 HYPERLIN

14、K l _Toc130892675 70、请请问LEED光通通量与发光光强度即即光强是是否能相相互转换换？ PAGEREF _Toc130892675 h 344 HYPERLINK l _Toc130892676 71、LLED的的发光强强度Ivv与照度度E之间如如何进行行换算？ PAGEREF _Toc130892676 h 34 HYPERLINK l _Toc130892677 72、为为什么说说用积分分球来测测量LEED的光光通量时时，可以以认为：在积分分球内表表面任一一点位置置上得到到的由另另一部分分反射出出的照度度，不受受点的位位置的影影响？ PAGEREF _Toc130892

15、677 h 335 HYPERLINK l _Toc130892678 73、为为什么LLED PN结结上温度度升高会会引起它它的光电电参数退退化？ PAGEREF _Toc130892678 h 336 HYPERLINK l _Toc130892679 75、衡衡量LEED长期期使用性性能退化化的主要要指标是是什么？ PAGEREF _Toc130892679 h 36 HYPERLINK l _Toc130892680 76、什什么是LLED的的结温，它是如如何产生生的？ PAGEREF _Toc130892680 h 337 HYPERLINK l _Toc130892681 77、简

16、简述结温温对LEED光输输出的影影响 PAGEREF _Toc130892681 h 388 HYPERLINK l _Toc130892682 79当当结温上上升时，LEDD的发光光波长与与颜色如如何变化化？ PAGEREF _Toc130892682 h 399 HYPERLINK l _Toc130892683 80简简述什么么是热阻阻？它的的定义和和单位是是什么？ PAGEREF _Toc130892683 h 40 HYPERLINK l _Toc130892684 81LLED PN结结上最高高结温的的含义是是什么？ PAGEREF _Toc130892684 h 40 HYPER

17、LINK l _Toc130892685 82试试述LEED器件件的热阻阻模型，它由哪哪些部分分构成？各有什什么特点点？ PAGEREF _Toc130892685 h 411 HYPERLINK l _Toc130892686 83为为什么说说提高光光效可降降低结温温，试述述提高光光效的主主要途径径 PAGEREF _Toc130892686 h 42 HYPERLINK l _Toc130892687 84试试述热阻阻在功率率LEDD光源应应用中的的作用 PAGEREF _Toc130892687 h 443 HYPERLINK l _Toc130892688 85、如如何减小小LEDD的

18、热阻阻值 PAGEREF _Toc130892688 h 444 HYPERLINK l _Toc130892689 86请请简单介介绍一下下目前常常用的热热阻测试试方法： PAGEREF _Toc130892689 h 45 HYPERLINK l _Toc130892690 87何何谓功率率型LEED，请请介绍一一下它的的发展概概况： PAGEREF _Toc130892690 h 446 HYPERLINK l _Toc130892691 90LLED工工作时，较好的的驱动方方法是什什么方法法？ PAGEREF _Toc130892691 h 477 HYPERLINK l _Toc13

19、0892692 91.有有哪些常常用的恒恒流驱动动LEDD的方法法？请作作简单介介绍。 PAGEREF _Toc130892692 h 448 HYPERLINK l _Toc130892693 93如如何实现现LEDD的调光光、调色色？请举举一简单单例子说说明。 PAGEREF _Toc130892693 h 550 HYPERLINK l _Toc130892694 94、LLED的的“寿命”是什么么样一种种概念？什么是是“浴盆”曲线？ PAGEREF _Toc130892694 h 52 HYPERLINK l _Toc130892695 95、LLED失失效的判判据是什什么？失失效率又

20、又如何？ PAGEREF _Toc130892695 h 54 HYPERLINK l _Toc130892696 98、是是否可以以通过试试验来剔剔除早期期失效的的LEDD？ PAGEREF _Toc130892696 h 54 HYPERLINK l _Toc130892697 99、什什么是静静电破坏坏？哪些些类型的的LEDD容易受受静电破破坏导致致失效？ PAGEREF _Toc130892697 h 55 HYPERLINK l _Toc130892698 101、从哪些些方面着着手改进进和注意意可以提提高LEED在应应用中的的可靠性性，降低低失效率率？ PAGEREF _Toc13

21、0892698 h 566 HYPERLINK l _Toc130892699 102、LEDD要进入入照明领领域还存存在哪些些问题，还要做做哪些工工作？ PAGEREF _Toc130892699 h 5571、光的的本质是是什么，物体发发光有哪哪几种方方式？光是一种种能量的的形态，它可以以从一个个物体传传播到另另一个物物体，其其中无需需任何物物质作媒媒介。通通常将这这种能量量的传递递方式谓谓之辐射射，其含含义是能能量从能能源出发发沿直线线（在同同一介质质内）向向四面八八方传播播。关于于光的本本质，早早在十七七世纪中中叶就被被牛顿与与麦克斯斯韦分别别以“微粒说说”、“波动说说”进行了了详细探

22、探讨，并并成为当当前所公公论的光光具有“波粒二二重性”的理论论基础。约1000多年年前，人人们又进进一步证证实了光光是一种种电磁波波，更严严格地说说，在极极为宽、阔的电电磁波谱谱大家族族中。可可见光的的光波只只占有很很小的空空间，如如表1-1所示示。其波波长范围围处在3380nnm-7770nnm表1-11：电磁磁波谱波波长区域域电磁波谱谱种类波长范围围nmmcmM长波振荡荡1055无线电波波11005微波10-11102红外线0.777103可见光3807700紫外线103390X射线10-3350 r射线线10-5510-11宇宙射线线10-5*lm=1022cm=1066m=1109nm

23、之间，包包含了人人眼可辩辩别的紫紫、靛、蓝、绿绿、橙、红七种种颜色，它的长长波方向向是波长长范围在在微米量量级至几几十千米米的红外外线、微微波及无无线电波波区域；它的短短波端是是紫外线线、x射射线、rr射线，其中rr射线的的波长已已小到可可与原子子直径相相比拟。物体的发发光方式式通常可可分成二二类，即即热光与与冷光。所谓热热光又称称之谓热热辐射，是指物物质在高高温下发发出的热热。在热热辐射的的过程中中，特内内部的能能量并不不改变，通过加加热使辐辐射得以以进行下下去，低低温时辐辐射红外外光、高高温时变变成白光光。众所所周知，当钨丝丝在真空空式惰性性气氛中中加热至至很高的的温度，即会发发出灼眼眼的

24、白光光。其实实，太阳阳光就是是一种最最为常见见的白光光，三棱棱镜可将将太阳光光分解成成上述的的七种颜颜色，实实验已证证明，只只要采用用其中的的蓝、绿绿、红三三种颜色色，即可可合成自自然界中中所有色色彩，包包括白色色的光，我们通通常将蓝蓝、绿、红三种种颜色称称之为三三原色。 冷冷光是从从某种能能源在较较低温度度时所发发出的光光。发冷冷光时，某个原原子的一一个电子子受外力力作用从从基态激激发到较较高的能能态。由由于这种种状态是是不稳定定的，该该电子通通常以光光的形式式将能量量释放出出来，回回到基态态。由于于这种发发光过程程不伴随随物体的的加热，因此将将这种形形式的光光称之为为冷光。按物质质的种类类

25、与激发发的方式式不同，冷光可可分为各各种生物物发光、化学发发光、光光致发光光、阴极极射线发发光、场场致发光光、电致致发光等等多种类类别。萤萤火虫、荧光粉粉、日光光灯、EEL发光光、LEED发光光等均是是一些典典型的冷冷光光源源。2、何谓谓电致发发光？半半导体发发光为何何属冷光光？所谓电致致发光是是一种直直接电能能转换成成光能的的过程。这种发发光不存存在尤如如白炽灯灯那样先先将电能能转变成成热能，继而使使物体温温度升高高而发光光的现象象，故将将这种光光称之为为冷光。通常有有二种电电致发光光现象，EL屏屏是利用用固体在在电场作作用下的的发光现现象所制制成的光光源，荧荧光材料料在电场场作用下下，导带

26、带中的电电子被加加速到足足够高的的能量并并撞击发发光中心心，使发发光中心心激发或或电离，激活的的发光中中心回到到基态或或与电子子复合而而发光，荧光材材料（ZZnS）中不同同的激活活剂决定定了发光光的颜色色。第二二类电致致发光又又称之为为注入式式场致发发光，LLED与与LD就就属于这这类发光光过程。电致发发光实际际上也是是一种能能量的变变换与转转移的过过程。电电场的作作用使系系统受到到激发，将电子子由低能能态跃迁迁到高能能态，当当他们从从高能态态回到低低能态时时，根据据能量守守衡原理理，多余余的能量量将以光光的形式式释放出出来，这这就是电电致激发发发光。发光波波长取决决于电子子的能量量差：E=h

27、h=hc/=1.24 （22-1） 其中E= E1 E2 ，EE是发射射光子所所具有的的能量，以电子子伏特为为单位。为光子子波长，以毫微微米为单位位。由式式（2-1）可可知，激激发电子子的能量量差E越高高，所发发出的电电子波长长就越短短，颜色色发生蓝蓝移，所所之，激激发电子子能量差差变小，所发光光子的波波长就会会红移。4、简单单介绍一一下LEED的发发展历史史好吗？半导体PP-N结结发光现现象的发发现，可可追溯到到上世纪纪二十年年代。法法国科学学家O.W.LLosssow在在研究SSiC检检波器时时，首先先观察到到了这种种发光现现象。由由于当时时在材料料制备、器件工工艺技术术上的限限制，这这一

28、重要要发现没没有被迅迅速利用用。直至至四十年年后，随随着-族材料料与器件件工艺的的进步，人们终终于研制制成功了了具有实实用价值值的发射射红光的的GaAAsP发发光二级级管，并并被GEE公司大大量生产产用作仪仪器表指指示。此此后，由由于GaaAs、Gapp等材料料研究与与器件工工艺的进进一步发发展，除除深红色色的LEED外，包括橙橙、黄、黄绿等等各种色色光的LLED器器件也大大量涌现现于市场场。出于多种种原因，Gapp、GaaAsPP等LEED器件件的发光光效率很很低，光光强通常常在100mcdd以下，只能用用作室内内显示之之用。虽虽然AllGaAAs材料料进入间间接跃进进型区域域，发光光效率迅

29、迅速下降降。跟随随着半导导体材料料及器件件工艺的的进步，特别是是MOCCVD等等外延工工艺的日日益成熟熟，至上上世纪九九十年代代初，日日本日亚亚化学公公司（NNichhia）与美国国的克雷雷（Crree）公司通通过MOOCVDD技术分分别在蓝蓝宝石与与SiCC衬底上上生长成成功了具具有器件件结构的的GaNN基LEED外延延片，并并制造了了亮度很很高的蓝蓝、绿及及紫光LLED器器件。超高亮度度LEDD器件的的出现，为LEED应用用领域的的拓展开开辟了极极为绚丽丽的前景景。首先先是亮度度提高使使LEDD器件的的应用于于从室内内走向室室外。即即使在很很强的阳阳光下，这类ccd级的的LEDD管仍能能熠

30、熠发发亮，色色彩斑斓斓。目前前已大量量应用于于室外大大屏幕显显示、汽汽车状态态指示、交通信信号灯、LCDD背光与与通用照照明领域域。超高高亮LEED的第第二个特特征是发发光波长长的扩展展，InnGaAAlP器器件的出出现使发发光波段段向短波波扩展到到5700nm的的黄绿光光区域，而GaaN基器器件更使使发光波波长短扩扩至绿、蓝、紫紫波段。如此，LEDD器件不不但使世世界变得得多彩，更有意意义的是是使固态态白色照照明光源源的制造造成为可可能。与与常规光光源相比比，LEED器件件是冷光光源，具具有很长长的寿命命与很小小的功耗耗。其次次，LEED器件件还具有有体积小小，坚固固耐用，工作电电压低，响应

31、快快，便于于与计算算机相联联等优点点。统计计表明，在二十十世纪的的最后五五年内，高亮LLED产产品的应应用市场场一直保保持着440%以以上的增增长率。随着世世界经济济的复苏苏以及白白色照明明光源项项目的启启动，相相信LEED的生生产与应应用会迎迎来一个个更大的的高潮。5、请问问照明光光源的基基本种类类与主要要性能有有哪些？照明光源源种类当代照明明光源可可分成白白炽灯，气体放放电灯、固态光光源三大大类。其详细分分类如表表5-11所示主要光源源的技术术指标（表5-1）光源种类类光效（llm/ww）显色指数数（Raa）色温（KK）平均寿命命（G）白炽灯151002800010000卤钨灯251003

32、000020000-50000普通荧光光灯7070全系列100000三基色荧荧光灯9380-998全系列120000紧奏型荧荧光灯6085全系列80000高压汞灯灯504533000-4330060000金属卤灯灯物灯75-99565-99230000/45500/5600060000-2000000高压钠灯灯100-120023/660/88519500/22200/25000240000低压钠灯灯2008517500280000高频无极极灯50-7708530000-40000400000-8800000固体白灯灯207550000-100000010000006、如何何描述LLED的的基

33、本特特性？LED作作为一个个电致发发光的PP-N结结器件，其特性性可通该该P-NN结的电电学参数数，以及及作为一一个发光器件件的光学学参数来来进行描描述。伏安特性性是描述述一个PP-N结结器件的的重要参参数，它它是P-N结性性能，PP-N结结制作工工艺优劣劣的重要标识识。所谓谓伏安特特性，即即是流过过P-NN结的电电流随电电压变化化的特性性，在示示波器上上能十分分形象地地展示这这种变化化。一根根完整的的伏安曲曲线包括括正向特特性与反反向特性性。通常常，反向向特性曲曲线变化化较为陡陡峭，当当电压超超过某个个阈值时时，电流流会出现现指数式式上升。通常可可用反向向击穿电电压，反反向电流流和正向向电压

34、三三个参数数来进行行伏安特特性曲线线的描述述。正向电压压VF 是指额额定正向向电流下下器件二二端的电电压降，这个什什既与材材料的禁禁带宽度度有关，同时也也标识了了P-NN结的体体电阻与与欧姆接接触电阻阻的高低低。VFF的大小小一定程程度上反反映了电电极制作作的优劣劣。相对对于200毫安的的正向电电流，红红黄光类类LEDD的VFF值约为为2伏，而GaaN基兰兰绿光类类LEDD器件的的VF值通常常大于33伏。反反向漏电电流IRR是指给给定的反反向电压压下流过过器件的的反向电电流值，这个值值的大小小十分敏敏感于器器件的质质量。通通常在55伏的反反向电压压下，反反向漏电电流应不不大于是是10微微安，I

35、IR过大表表明结特特性较差差。反向向击穿电电压是指指当反向向电压大大于某一一值时，反向漏漏电电流流会急剧剧增大，反映了了器件反反向耐压压的特性性。对一一个具体体器件而而言，漏漏电流大大小的标标准有所所不同，在较为为严格的的情况下下，要求求在规定定电压下下，反向向漏电流流不大于于10微微安。除了电学学特性，还需采采用一系系列的光光学参数数来描述述LEDD器件的的性能，其中较较为重要要的参数数为器件件的峰值值波长与与光强。可见光光属电磁磁波范畴畴，通常常可以用用波长来来表达人人眼所能能感受到到的。可可见光的的辐射能能量，一一般可见见光的波波长范围围在3880nmm7600nm之之间，波波长越长长，

36、其相相应的光光子能量量就越低低，光的的颜色也也显得越越红，当当光子的的波长变变短时，光将逐逐渐由红红转黄，进而变变绿变兰兰，直至至变成紫紫色。对对于一个个LEDD器件，其所发发的光会会在峰值值P处有所所展开，其波长长半宽度度通常为为1030nnm，半半宽度越越越小，说明LLED器器件的材材料越纯纯，性能能越均匀匀，晶体体的完整整性也越越好。光光强是衡衡量LEED性能能优劣的的另一个个重要参参数，通通常用字字母Ivv来表示示。光强强的定义义是，光光在给定定方向上上，单位位立体角角内发了了1流明明的光为为1烛光光，其单单位用坎坎德拉（cd）表示。其关系系可用公公式（66-1）表征： IIv=dd/

37、d （6-1）式中的的单位为为流明，Iv的的单位即即是cdd，d是单位位立体角角，单位位为度。一个超超亮LEED芯片片的法向向光强一一般在3301200mcdd之间，封装成成器件后后，其法法向光强强通常要要大于11cd.光通量是是判别LLED发发光效率率的一个个更为客客观的参参量，它它表示单单位时间间内电发发光体发发出的光光能的大大小，单单位为流流明（llm）。通常白白炽灯与与荧光灯灯的光效效分别为为15llm/ww与600lm/w，灯灯泡的功功率越大大，光通通量越大大。对于于一个性性能较高高的LEED器件件，光效效为200lm/w，实实验室水水平也有有达到1100llm/ww的。为为使LEE

38、D器件件更快地地用于照照明，必必须进一一步提高高LEDD器件的的发光效效率，估估计100年后，LEDD的光效效可达2200llm/ww。届时时，人类类将会迎迎来一个个固态光光源全面面替代传传统光源源的新时时代。7、传统统光源相相比，LLED光光源有哪哪些优点点？LED作作为一个个发光器器件，之之所以备备受人们们关注，是有其其较其他他发光器器件优越越的方面面，归纳起来LLED有有下列一一些优点点：工作寿命命长：LLED作作为一种种导体固固体发光光器件，较之其其他发光光器具有有更长的的工作寿命。其其亮度半半衰期通通常可达达到十万万小时。如用LLED替替代传统统的汽车车用灯，那么它它的寿命命将远大大

39、于汽车车本体的的寿命，具有终终身不用用修理与与更换的的特点。耗电低：LEDD是一种种低压工工作器件件，因此此在同等等亮度下下，耗电电最小，可大量量降低能耗。相相反，随随着今后后工艺和和材料的的发展，将具有有更高的的发光效效率。人人们作过过计算，假如日日本的照照明灯具具全部用用LEDD替代，则可减减少二座座大型电电厂，从从而对环环境保护护十分有有利。响应时间间快：LLED一一般可在在几十毫毫秒（nns）内内响应，因此是是一种告告诉器件件，这也也是其他光光源望尘尘莫及的的。采用用LEDD制作汽汽车的高高位刹车车灯在高高速状态态下，大大提高了了汽车的的安全性性体积小，重量轻轻、耐抗抗击：这这是半导导

40、体固体体器件的的固有特特点。彩彩LEDD可制作作各类清晰精致致的显示示器件。易于调光光、调色色、可控控性大：LEDD作为一一种发光光器件，可以通通过流过过电流的的变化控制亮度度，也可可通过不不同波长长LEDD的配置置实现色色彩的变变化与调调节。因因此用LLED组组成的光光源或显显示屏，易于通通过电子子控制来来达到各各种应用用的需要要，与IIC电脑脑在兼容容性无比比毫困难难。另外外，LEED光源源的应用用原则上上不受窨窨的限制制，可塑塑性极强强，可以以任意延延伸，实实现积木木式拼装装。目前前大屏幕幕的彩色色显示屏屏非LEED莫属属。（6）用用LEDD制作的的光源不不存在诸诸如水银银、铅等等环境污

41、污染物，不会污污染环境境。因此此人们将将LEDD光源称称为“绿色”光源是是受之无无愧的。9、何谓谓绿色照照明光源源？它有有哪些特特点？所谓绿色色照明光光源就是是指通过过科学的的照明设设计，具具有效率率高、寿寿命长、安全和和性能稳稳定的照明电电器产品品（包括括电光源源、灯用用电器附附件、灯灯具配线线器材、以及调调光控制制器和控控光器件件）。通通过绿色色照明光光源的使使用，改改善与提提高人们们工作、学习、生活的的条件和和质量，从而创创造一个个高效、舒适、安全、经济、有益的的环境，并充分分体现现现代文明明的照明明环境。19991年11月，美美国环保保局（EEPA）首先提提出 实实施“绿色照照明（GG

42、reeen llighhtinng）”和推出出“绿色照照明工程程（Grreenn liighttingg prrogrram）”的概念念，并很很快得到到联合国国的支持持和许多多发达国国家的重重视，并并积极采采取相应应的政策策和技术术措施，推进绿绿色照明明工程的的实施和和发展。19993年111月我我国国家家经贸委委开始启启动中国国绿色照照明工程程事半功功倍于119966年正式式列入国国家计划划。节能与环环保是我我国经济济发展的的二项基基本要素素。据最最新统计计，我国国照明年年用电达达20000亿度度，占总发电电量的112%，约为22个半三三峡满负负荷的发发电量。如能用用高效固固态白光光光源替替

43、代部分分目前的的通用电电光源，特别是是白炽灯灯，就可可节省下下一半约约100000亿亿度的电电量。另另外有资资料显示示，直接接燃烧一一吨煤将将向空中中排放上上百公斤斤的SOO2、NOO2、粉尘尘与COO2，将会会大面积积破坏大大气与气气候环境境，采用用固态光光源替代代通用照照明光源源后，就就可使我我国减小小数亿吨吨级的大大气污染染，有效效地保护护地球的的生态环环境。10、为为什么说说21世世纪将迎迎来照明明产业自自爱迪生生发明白白炽灯以以来又一一次产业业革命？目前市场场上流行行的照明明器材，无论是是白炽灯灯还是荧荧光灯，或是气气体放电电灯，均均为真空空或充气气状态的的玻壳制制品。而而固态白白光

44、是一一种纯固固体的白白色发光光源，这这种光源源由半导导体材料料制成，又称之之为半导导体白光光器件，或是LLED发发光器件件。高亮亮LEDD的出现现特别是是GaNN基蓝绿绿色LEED的崛崛起使LLED的的用途发发生了革革命性的的变革从指指示灯转转向了照照明。上上世纪末末的白色色LEDD的发明明，使用用权人类类的照明明产业进进入了一一个崭新新的时期期。由于于人类照照明革命命的巨大大市场与与对人类类生存及及发展的的无限意意义，可可以毫不不夸张地地认为，即将发发生的照照明革命命，其意意义与深深远影响响绝不来来于上二二个世纪纪发生的的二次技技术革命命（蒸汽汽机时代代与微电电子时代代）。二二十一世世纪让我

45、我们进入入了一个个固体照照明的新新时代。科学家预预言，二二十一世世纪将是是微电子子和光电电子协同同作战，共同发发挥作用用的时代代。微电电子和光光电子是是信息技技术赖于于迅猛发发展的二二个轮子子，缺一一不可。而固态态照明正正是二十十一世纪纪科技进进步的最最新成果果。半导导体照明明的早日日实现将将使用权权长达1120多多年的从从爱迪生生发明白白炽灯开开始的传传统照明明时代划划上圆满满的句号号。这不不但是人人类照明明历年与与照明技技术的巨巨大革命命，更会会对人类类生活的的改善带带来革命命性的推推动作用用，是对对人类进进步过程程的一个个巨大贡贡献。由于 LLED在在照明方方面的发发展潜力力，一些些先进

46、国国家与地地区对LLED的的发展制制定了国国家级的的发展计计划。日日本从119988年开始始实施“21世世纪光计计划”，预计计20110年白白光LEED的发发光效率率达到1120llm/ww，到220200年希望望能取代代50%的白炽炽灯及全全部荧光光灯。美美国也投投入5亿亿美元巨巨资，启启动“下一代代照明光光源计划划”，旨在在未来4400亿亿美元的的照明光光源市场场的竞争争中能领领先于日日本，欧欧洲与韩韩国，打打算到220200年使用用LEDD的发光光效率达达到2000lmm/w，远远超超过目前前各类传传统照明明光源的的效率。预测到到20110年，美国将将有555%的白白炽灯和和荧光灯灯被半

47、导导体灯所所替代，每年可可节电3350亿亿美元。此外，韩国、西欧、台湾与与中国大大陆都在在紧锣密密鼓启动动各自的的“半导体体照明计计划”。如同同晶体管管替代电电子管一一样，半半导体灯灯替代传传统照明明光源的的浪潮，必将汹汹涌澎湃湃，势如如破竹，成为二二十一世世纪的大大势所趋趋，无可可阴挡。面对半半导体照照明市场场的巨大大诱惑，世界三三大照明明工业巨巨头，通通用电气气、飞利利浦、欧欧司朗等等大公司司纷纷与与半导体体公司合合作成立立半导体体照明企企业，一一场抢占占半导体体照明新新兴产业业制高点点的争夺夺战已经经在全球球打响。12、哪哪些产业业是LEED产业业链的构构成部分分？LED产产业链大大致可

48、以以分为五五个部分分。一、原材料料。二、LEDD上游产产业，主主要包括括外延材材料和芯芯片制造造。三、LEDD中游产产业，主主要包括括各种LLED器器件和封封装。四四、LEED下游游产业，主要包包括各种种LEDD的应用用产品产产业。五五、测试试仪器和和生产设设备。关于LEED上游游、中游游和下游游产业，下面将将有详细细介绍这这里重点点介绍原原材料产产业和测测试仪器器和生产产设备产产业。LED发发光材料料和器件件的原材材料包括括衬底材材料砷化化镓单晶晶、氮化化铝单晶晶等。它它们大部部分是IIII-V族化化合物半半导体单单晶，生生产工艺艺比较成成熟，已已有开启启即用的的抛光征征供货。其他原原材料还

49、还有金属属高纯镓镓，高纯纯金属有有机物源源如三甲甲基镓、三乙基基镓、三三甲基烟烟、三甲甲基铝等等，高纯纯气体氨氨、氮氢氢等。原原材料的的纯度一一般都要要在6NN以上。封装材材料有环环氧树脂脂、ABBS、PPC、PPPD等等。外延材料料的测试试仪器主主要有xx射线双双晶衍射射仪，荧荧光谱仪仪、卢瑟瑟福背散散射沟道道谱仪等等。芯片片、器件件测试仪仪器主要要有LEED光电电特性测测试仪，光谱分分析仪等等，主要要测试参参数为正正反向电电压、电电流特性性、法向向光强、光强角角分布、光通量量、峰值值波长、主波长长、色光光标、显显色指数数等。生生产设备备则有MMOCVVD设备备、液相相外延炉炉、镀膜膜机、光

50、光刻机、划片机机、全自自动固晶晶机、金金丝球焊焊机、硅硅铝丝超超声压焊焊机、灌灌胶机、真空烘烘箱、芯芯片计数数仪、芯芯片检测测仪、倒倒膜机、光色电电全自动动分选机机等。18、当当前我国国LEDD产品与与国际先先进相比比，主要要差距在在哪里？当前我国国LEDD产业与与国际先先进相比比，差距距主要反反映在产产品水平平较低和和研发能能力不足足上。从从产品水水平方面面看越到到上游，水平差差距越大大。如LLED屏屏幕技术术，与国国外先进进水平差差距不大大，道路路交通信信号灯技技术水平平与国外外先进水水平略有有差距，差距最最大的是是外延方方面，主主要反映映在光学学性能上上，还反反映在均均匀性和和成品率率上

51、，如如InGGaAllP外延延片制成成的芯片片，国外外最高已已达20003300mmcd/20mmA，而而国内仅仅10002000。IInGaaN蓝光光和绿光光数据也也相差近近一倍。至于在在新产品品的研发发能力上上，差距距显得更更大些，目前我我们外延延产品的的结构，还全是是仿照他他人的，应积极极开展创创新型研研发工作作，做出出具有我我们自主主知识产产权的东东西来。在大功功率LEED芯片片的研发发上，发发光效率率也大致致相当于于先进水水平的一一半，如如白光在在日本日日立和美美国Luumilled公公司已有有50llm/ww的产品品，而我我们研发发的最高高水平仅仅为255.7llm/ww，发光光效

52、率只只有199.3llm/ww。大功功率LEED用国国外芯片片能封出出30llm/ww器件。低档和和中档的的各种形形状的LLED我我国现在在都能生生产。在在LEDD大屏幕幕产品水水平上还还有一定定差距，而在应应用产品品的开发发上，如如液晶背背光源，汽车灯灯方面也也有一定定差距。诚然经过过努力，我们也也有一些些开发产产品具备备了国际际上的先先进水平平。如硅硅衬底上上外延IInGaaN，已已取得330mccd/220mAA的芯片片成果。而在道道路交通通信号灯灯和航标标灯方面面也达到到了与国国际先进进相当的的产品水水平，并并取得了了较好的的市场业业绩。值得高兴兴的是，近二年年，特别别是国家家半导体体

53、照明工工程启动动以来，产品水水平和开开发水平平提高的的速度明明显加快快，出现现上、中中、下游游全面启启动的好好现象，按这样样的发展展趋势，逐步赶赶上国际际先进水水平是指指日可待待的。19LLED的的发光源源是PN结结，是如如何制成成的？哪哪些是常常用来制制造LEED的半半导体材材料？发光二极极管的实实质性结结构是半半导体PPN结。在PNN结上加加正向电电压时注注入少数数载流子子，少数数载流子子的复合合发光就就是发光光二极管管的工作作机理。PN结结就是指指在一单单晶中，具有相相邻的PP区和NN区的结结构，它它通常是是在一种种导电类类型的晶晶体上以以扩散、离子注注入或生生长的方方法产生生另一种种导

54、电类类型的薄薄层来制制得的。如曾用用离子注注入法制制成碳化化硅蓝色色LEDD，用扩扩散法制制成GaaAs、GaAAs0.60PP0.440/GGaAss0.335P00.655：N/GaPP、GaaAs00.155P0.85：N/GGaP、GaPP：ZnnO/GGaP的的红外、红光、橙光、黄光、红光LLED，而GaaAlAAs、IInGaaN、IInGaaAlPP超高亮亮度LEED都是是由生长长结制成成，效率率较高的的GaAAs、GGaP：ZnOO/GaaP和GGaP：N/GGaP LEDDPN结结也是用用生长结结制成的的。生长长结一般般较扩散散法和离离子注入入法是过过补偿制制成PNN结，无无

55、用杂质质过多且且造成晶晶体质量量下降，缺陷增增多，使使用权非非辐射复复合增加加，导致致发光效效率下降降。常用来制制造LEED的半半导体材材料主要要有砷化化镓、磷磷化镓、镓铝砷砷、磷砷砷化镓、铟镓氮氮、铟镓镓铝磷等等IIII-V族族化合物物半导体体材料，其他还还有IVV族化合合物半导导体碳化化硅、III-VVI族化化合物硒硒化锌等等。22、当当前生产产超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有几几种？什什么是MMOCVVD？当前生产产超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有两两种，即即液相外外延生产产AlGGaAss LEED和金金属有机机物化学学气相淀淀积（MMOCVVD）生生产AllGaAAs、AAl

56、GaaInPP和InnGaNN LEED。其其中尤以以MOCCVD方方法为主主。一九六八八年，MManeesevvil等等人用三三甲基镓镓（TMMG）做做镓源AAsH33做Ass源，HH2作载气气在绝缘缘衬底（Al22O3 、MMgAllO4 等）上上首次成成功地气气相淀积积了GaaAs外外延层，创立了了金属有有机物化化学气相相淀积技技术。后后来的研研究表明明这是一一种具有有高可靠靠性、控控制厚度度、组成成惨杂浓浓度精度度高，垂垂直性好好、灵活活性大、非常适适合于进进行IIII-VV族化合合物半导导体及其其溶体的的外延生生长，也也可应用用于III-VII族等，是一种种可以实实现像硅硅外延那那样

57、大规规模生产产的工艺艺，具有有广阔发发展前途途，目前前是生产产AlGGaInnP红色色和黄色色LEDD和InnGaNN蓝色、绿色和和白色LLED的的可工业业化方法法。由于MOOCVDD的晶体体生长反反应是在在热分解解中进行行的，所所以又叫叫热分解解法。通通常用IIII族族烷基化化合物（Al、Ga、In等等的甲基基或乙基基化合物物）作为为IIII族源，用V族族氢化物物（NHH3、PHH3、AssH3等作为为V族源源。由IIII族族烷基化化合物在在室温附附近是蒸蒸气压较较高的液液体，所所以用氢氢气作载载气鼓泡泡并使之之饱和，再将其其与V族族氢化物物一起通通入反应应炉中，即在加加热的衬衬底上进进行热

58、分分解，生生成化合合物晶体体淀积在在衬底上上。先进的MMOCVVD设备备应具有有一个同同时生长长多片均均匀材料料，并能能长期保保持稳定定的生长长系统。设备的的精确过过程控制制是保证证能重复复和灵活活地进行行生产优优质外延延材料的的必要条条件。所所以设备备应具有有对载气气流量和和反应剂剂压力的的精密控控制系统统，并配配备有快快速的气气体转换换开关和和压力平平衡装置置。将用用合适结结构，使使用权热热场均匀匀，并保保证具有有满意的的结晶质质量和表表面形貌貌和外延延炉内、片与片片、炉与与炉之间间的均匀匀性。目前国际际上供应应MOCCVD设设备的公公司主要要有三个个，即美美国Veeecoo公司、德国的的

59、Aixxtroon公司司和美国国的Thhomaas SSwann公司。27、请请可否能能深入浅浅出地介介绍一下下LEDD芯片的的制造流流程。LED芯芯片制造造主要是是为了制制造有效效可靠的的低欧姆姆接触电电极能满满足可接接触材料料之间最最小的压压降及提提供焊线线的压垫垫，同时时要满足足尽可能能多的出出光。主主要流程程如图227-11外延材料检验清洗镀膜光刻合金入库包装检测切割 图277-1镀膜工艺艺一般用用真空蒸蒸镀方法法，其主主要在11.333*100-4paa高真空空下用电电阻加热热或电子子束轰击击加热方方法使材材料熔化化在低气气压下变变成金属属蒸气沉沉积在半半导体材材料表面面，一般般所用

60、PP型的接接触金属属的包括括AuBBe,AAuZnn等，NN面的接接触金属属常采用用AuGGeNii合金，镀膜工工艺中最最常出现现的问题题是镀膜膜前的半半导体表表面清洗洗，半导导体表面面的氧化化物，油油污等杂杂质清洗洗不干净净往往造造成镀膜膜不牢，镀膜后后形成的的合金层层还需要要通过光光刻工艺艺将发光光区尽可可能多露露出来，使留下下来的合合金层能能满足有有效可靠靠的低欧欧姆接触触电极，及焊线线压垫的的要求，正面最最常用到到的形状状是圆形形，对背背面来说说若材料料是透明明的也要要刻出圆圆形如图图27-2所示示正面电极背面电极 图227-22光刻工序序结束后后还要通通过合金金化过程程。合金金化通常