LED发光原理与显示屏的制造(共43张)

LED工艺简介1LED工艺简介11LEDLED的芯片结构LED的发光原理LED的工艺流程2LEDLED的芯片结构LED的发光原理LED的工艺流程22LED的内部是什么？3LED的内部是什么？331.LED芯片

N型氮化物半导体层P型氮化物半导体层发光层发光层透明电极透明电极P侧电极板P侧电极板N侧电极板N侧电极板V电极LED芯片L电极LED芯片41.LED芯片N型氮化物半导体层P型氮4LED是如何发光的？5LED是如何发光的？552.LED发光原理EFVD形成结空间电荷区p型n型自由电子空穴EFVD-V形成结空间电荷区p型n型自由电子空穴正向电压+—光、热导带禁带价带VD：扩散电位

未施加外电压的平衡状态施加p型为正、n型为负的电压后发光层6参考文献：《LED照明设计与应用》作者：(日)LED照明推进协会|译者:李农//杨燕2.LED发光原理EFVD形成结空间电荷区p型n型自由电6为什么LED会发不同颜色的光？7为什么LED会发不同颜色的光？77LED发光波长取决于什么因素发光波长取决于禁带宽度：

λ=1240/Eg(nm)可见光的波长范围：380nm-800nm，对应的禁带宽度约3.3~1.6eV通过形成混晶可以实现发光波长的连续变化。8参考文献：IntroductiontoNitrideSemiconductorBlueLasersandLightEmittingDiodesLED发光波长取决于什么因素发光波长取决于8参考文献：In8混晶的发光波长9混晶的发光波长99用不同颜色及数目LED加荧光粉所做成的白光LED的优点及缺点10用不同颜色及数目LED加荧光粉所做成的白光LED的优点及缺点10LED发光管是怎样“练”成的Sapphire蓝宝石11LED发光管是怎样“练”成的Sapphire蓝宝石1111LED生产流程图基板（衬底）磊晶制程磊晶片清洗蒸镀光刻作业化学刻蚀熔合研磨切割单晶炉、切片机磨片机、抛光机外延炉（MOCVD）清洗机、烘箱蒸镀机/电子枪烘烤上光阻照相曝光显影刻蚀机减薄机清洗机切割机、清洗机、甩干机测试探針测试台颗粒度检测仪封裝12LED生产流程图基板（衬底）磊晶制程磊晶片清洗蒸镀光刻作业12MOCVD外延蓝宝石缓冲层N-GaNp-GaNMQWMOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organicChemicalVaporDePosition)的英文缩写MOCVD技术具有下列优点:(l)适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体;(2)非常适合于生长各种异质结构材料;(3)可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡;(4)生长易于控制;(5)可以生长纯度很高的材料;(6)外延层大面积均匀性良好;(7)可以进行大规模生产。13MOCVD外延蓝宝石缓冲层N-GaNp-GaNMQWMOCV13清洗有机物金属离子清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质和金属离子。主要溶剂有：H2SO4溶液、H2O2溶液、氢氟酸溶液、盐酸、NH4OH等14清洗有机物金属离子清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清14n区光刻正性光刻胶光刻掩膜板紫外线显影光刻的目的就是在芯片或金属薄膜上刻蚀出与掩模板完全对应的集合图形，从而实现选择性扩散和金属薄膜不限的目的。1、光刻胶：正胶和负胶2、曝光：光学曝光就可分为接触式、接近式、投影式、直接分步重复触式，此外，还有电子束曝光和X射线曝光等。3、显影：湿法去胶，非金属用浓硫酸去胶，金属用有机溶剂去胶。干法去胶，等离子去胶和紫外光分解去胶。15n区光刻正性光刻胶光刻掩膜板紫外线显影光刻的目的就是在芯片或15刻蚀光刻胶刻蚀技术湿法干法化学刻蚀电解刻蚀离子束溅射刻蚀（物理作用）等离子体刻蚀（化学作用）反应离子刻蚀（物理化学作用）16刻蚀光刻胶刻蚀技术湿法化学刻蚀离子束溅射刻蚀（物理作用）1616去胶强氧化剂或等离子体光刻胶湿法去胶：非金属用浓硫酸去胶，金属用有机溶剂去胶。干法去胶：等离子去胶和紫外光分解去胶。17去胶强氧化剂或等离子体光刻胶湿法去胶：非金属用浓硫酸去胶，金17P区透明导电层氧化铟锡氧化铟锡(ITO)主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。氧化铟锡薄膜最通常是用电子束蒸发、物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。

光刻胶刻蚀去胶18P区透明导电层氧化铟锡氧化铟锡(ITO)主要的特性是其电学18N电极光刻光刻胶19N电极光刻光刻胶1919N电极蒸发金属分子欧姆接触电极的方法主要有:(1)液体金属法;(2)烧渗合金法;(3)化学镀镍法;(4)喷涂法;(5)物理蒸发法。剥离20N电极蒸发金属分子欧姆接触电极的方法主要有:剥离2020N退火N2退火→将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度很慢)，目的是使材料内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能。21N退火N2退火→将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用21P压焊点光刻P压焊点的制作P压焊点蒸发P压焊点剥离22P压焊点光刻P压焊点的制作P压焊点蒸发P压焊点剥离2222钝化层沉积为了使芯片的有效寿命趋于体寿命，我们要尽量减少表面寿命的影响，为此我们使用表面钝化的方法，通常的钝化方法有热处理，化学钝化以及硅片表面电荷沉积等方法。23钝化层沉积为了使芯片的有效寿命趋于体寿命，我们要尽量减少表面23钝化层光刻24钝化层光刻2424钝化层刻蚀25钝化层刻蚀2525钝化层去胶26钝化层去胶2626检验27检验2727减薄28减薄2828划片29划片2929裂片30裂片3030划片,裂片工作流程图划片前晶片背面划片后背面划片后,侧视图裂片后,侧视图31划片,裂片工作流程图划片前晶片背面划片后背面划片后,侧视图裂31测试分检32测试分检3232LED:What’sinside?电极LED芯片透明环氧树脂圆顶金线有反射碗的阴极杆设计

生长

加工封装

检测封装好的LEDLED的组成部分工艺流程:33LED:What’sinside?电极LED芯片透明环氧树33问题：我们研究LED的突破口和关键点在哪儿？34问题：我们研究LED的突破口和关键点在哪儿？3434发展阶段年份发展进程发光效率（lm/w）应用领域指示应用1962GaAsP红光LED（样品）<0.1指示灯1965GaAsP红光LED0.11968GaAsP红、橙、黄光LED0.21970-1980GaAsP高效红、黄光、GaP绿、红光1指示灯、计算器、数字手表信号显示1980-1985AlGaAs橙黄、绿、红光LED5室外信号显示、条形码系统、光电传导系统1986-1992InGaAlP红、绿、橙红、橙黄、橙、黄色LED10室外显示屏、交通信号灯、汽车全彩应用普通照明1993-1994InGaN绿、蓝光LED，GaN蓝光LED15医疗设备、全彩大屏幕显示屏、小尺寸LCD背光源、手机背光照明、景观装饰照明、闪光灯、应急灯、警示灯、标志灯1997白光LED（蓝光芯片+YAG荧光粉）102000InGaAlPGaAs、InGaNSiC彩色LED>302005InGaAlPGaAs、InGaNSiC彩色LED>502007-2009功率级白光LED>10035发展阶段年份发展进程发光效率（lm/w）应用领域指1962G35我的几点设想：1.MQW（多重量子阱）掺磁性纳米粒子杂质提高发光效率。掺入磁性纳米粒子会怎样？36我的几点设想：1.MQW（多重量子阱）掺磁性纳米粒子杂质提高362.大功率白光LED的发光面积扩大。372.大功率白光LED的发光面积扩大。37373.LED显示屏的制造。三星公司出品的40英寸OLED电视原型机

是否可以小型化？383.LED显示屏的制造。三星公司出品的40英寸OLED电视原38能否将三基色LED小型化并将其集成到一块衬底上？39·················································能否将三基色LED小型化并39···············39总结一是做小→尺寸小二是做大→功率大三是做快→散热快四是做低→成本低五是独立→集成40总结一是做小