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
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
LED制造技术及应用简介
一、 什么是LED 二、 LED的工作原理
ail layer
GaAs S
ubstrate
粘性膜
GaAs S
ubstrate
粘性膜
扩膜并目检
包装入库
LED的固晶＆焊线图
负极 正极
负极 正极
环氧树脂透镜
LED晶片
连接导线 导电银胶
用来产生反射效果 的杯状支架阴极
支架阳极
胶体缺口 表示阴极
LED的Lamp
结构介绍
阴极支架-短于阳极
LED封装白光产生方法
LED的工作原理
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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/w 1968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/w
3 chips 型: Red Chip + Green Chip+Blue Chip
2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip
1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow荧光粉 UV Chip +RGB荧光粉（类似于荧光灯白光原理）
LED制造技术及应用简介
半导体材料应用于LED
LED产业分工
１.利润特点 LED 外延片和LED芯片： ~70% LED封装：10%~20% ２.资源需求
LED应用：10%~20%
应用, 15%
封装, 15%
外延片&芯片, 70%
外延片&芯片 封装 应用
发光二极管产业概况
LED制造技术及应用简介
一、 什么是LED 二、 LED的工作原理
一、 什么是LED 二、 LED的工作原理
三、 LED产业介绍
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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。
谢 谢！
四元系LED的制造流程
外延生长层
外延生长层 外延生长层
GaAs Substrate
GaAs Substrate
GaA
P电极生长
外延生长层
光刻
外延生长层
GaAs Substrate GaAs Substrate GaAs Substrate
P电极蚀刻
外延生长层
P极合金
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
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
发光二极管的应用
室外大LED全彩色屏幕
发光二极管的应用
城 市 建 筑 装 饰 灯 光 工 程
LED的工作原理
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半 导组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一 个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结 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 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LED。 当它处于正向工作 状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极 流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同 颜色的光线，光的强弱与电流大小有关 。
LED的发展历史
80年代，重大技术突破，开发出AlGaAs 材料的LED，发光效率达到10 lm/w 1990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/w 1990年基于SiC材料的蓝光LED出现，发 光效率为0.04 lm/w 90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
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
LED的优点︰
●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,白炽灯的1/8,荧光灯的1/3） ●体积小,重量轻,可封装成各种类型，目前市面上最 小的芯粒只有150um大小 ●坚固耐用,不怕震动。环氧树脂封装，防水，耐恶 劣环境使用 ●多色显示,利用RGB可实现七彩色显示 ●工作温度稳定性好 散热好 ●响应时间快,一般为毫微秒(ns)級 ●冷光，不是熱光源 ●電压低,可以用太陽能電池作電源
LED制造技术及应用简介
芯片制造部 王兆年
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什么是LED
LED 是取自 Light Emitting Diode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 。
会发光的二极管
LED发光颜色划分
380nm 430nm
紫色(Purple) 蓝色(Blue) 蓝绿色(Bluish Green)
490nm
505nm
515nm
535nm 585nm 600nm 630nm 700nm
翠绿色(Green)
纯绿色(Pure Green)
黃绿色(Yellow Green)
黃色(Yellow) 琥珀色(Amber) 橙色(Orange) 红色(Red)
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，然后四周用环氧树脂密封，起到保护 内部芯线的作用
四元发光二极管芯片
LED制造技术及应用简介
外延生长层
背面减薄
GaAs Substrate
GaAs Substrate
N电极生长
N极合金
四元系LED的制造流程
探针
外延生长层 外延生长层
外延生长层
GaAs Substrate
GaAs Substrate
GaAs Substrate
粘性膜
半切
晶粒测试
切穿
Epitax
ail layer
Epitax
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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
P电极 透明电极 P-GaN P-AlGaN 多量子阱 N-GaN GaN缓冲层 蓝宝石衬底 N电极 P-GaP P-AlGaInP 多量子阱 N-AlGaInP 布拉格反射层 GaAs衬底 N电极 图1 GaInN LED 示意图 图2 AlGaInP LED 示意图 P电极
