大功率LED管芯制造工艺研究

摘要

半导体照明具有节能、环保、寿命长、尺寸小等优点，能够应用在各种各样的彩色和白色照明领域。但大功率LED与常规产品的光通量以及白炽灯和荧光灯等通用性光源相比，还有一定距离。因此，大功率LED要在照明领域发展，关键要将其发光效率、光通量提高至现有照明光源的等级。
　　 本文首先介绍了大功率LED的研发背景以及进展，研究了关于大功率LED的基本原理，包括发光原理，管芯结构，然后阐述评价大功率LED的性能指标，介绍制造大功率LED的管芯工艺。
　　 接着本文重点分析大功率LED内部电流扩展原理，解决电流拥挤现象，得到电极设计应遵循的原则。根据工艺用绘图软件L-edit得到两套版图均为1mm×1mm且为1W的大功率LED，分别制作为器件后，在相同的测试条件测试，结果表明在p电极上增加分支，更能达到电流扩展作用，用TCL前置工艺好于一般工艺。然后对制作完成的管芯进行SEM测试以及老化测试，测试结果显示管芯表面形貌完整，在一段时间后光衰能达到稳定。
　　 最后为了进一步提高大功率LED的发光强度，对制作好的管芯进行背镀金属以及光子晶体实验，实验表明背镀金属和光子晶体能有效提高大功率LED的发光强度，达到良好效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 大功率LED研究发展及其意义

1.2 大功率LED管芯发展现状

1.2.1 大功率LED技术难点及解决方案

1.2.2 几种大功率LED电极形状

1.3 本文研究内容及安排

第二章 大功率LED理论基础

2.1 LED发光原理与基本结构

2.2 大功率LED性能指标

2.2.1 LED电特性

2.2.2 LED光特性

2.2.3 LED开关特性

2.2.4 LED颜色特性

2.2.5 LED热学特性

2.2.6 LED可靠性

2.3 大功率LED制造工艺

2.3.1 光刻工艺

2.3.2 刻蚀工艺

2.3.3 蒸镀金属工艺

2.3.4 湿法腐蚀工艺

2.3.5 PECVD法淀积二氧化硅工艺

2.3.6 研磨工艺

2.4 本章小结

第三章 大功率LED电极设计及其制造

3.1 大功率LED管芯设计原理

3.2 大功率LED管芯版图设计

3.2.1 大功率LED电极设计原则

3.2.2 绘制版图软件L-edit简介

3.2.3 大功率LED设计版图

3.3 大功率LED管芯A版制造

3.5.1 大功率LED管芯A版试制

3.5.2 大功率LED管芯A版改进工艺

3.4 大功率LED管芯B版制造

3.5 大功率LED管芯A、B版数据分析对比

3.6 大功率LED管芯SEM分析及老化实验

3.6.1 大功率LED的SEM分析

3.6.2 大功率LED老化实验

3.7 本章小结

第四章 大功率LED背镀金属研究

4.1 背镀金属机理

4.2 背镀金属实验过程及分析

4.2.1 正面划片实验

4.2.2 背铝相关实验

4.2.3 修改测量条件实验

4.3 本章小结

第五章 大功率LED光子晶体研究

5.1 光子晶体

5.1.1 光子晶体

5.1.2 具有光子晶体结构的大功率LED

5.2 光子晶体工艺实验

5.2.1 光子晶体制备工艺实验过程

5.2.2 光子晶体实验分析

5.3 本章小结

第六章 结束语

致谢

参考文献