高效率光子晶体发光二级管LED.pdfVIP

2010LED应用技术及市场发展论坛 LEE)LIGHTING TECHNOLOGYANDDEVELOPMENTFORUM2010 高效率光子晶体发光二级管LED 叶国光陈庆维粱伏波杨小东 真明丽集团 银雨芯片半导体有限公司 【摘要】 使用光子晶晶体技术可以提高发光二极管的出光效率。本论文将从两种结构来验证光 子晶体技术可以提高芯片的外部量子效率。 一是倒装芯片结构的使用，即将两个发光面制作光子晶体．这会增加发光二极管60％的出光效率 率。二是垂直结构芯片的使用，N一型发光层上制作光子晶体，此结构相对于传统结构可以增加70％ 的出光幸。基于两次验证结果，我们可以清楚的得到光子晶体技术可以提高发光二极管的出光效率。 【关键词】 光子晶体，倒装芯片，垂直单电级芯片 半导体发光二极管具有f氐成本、长时间保持稳定发 作珂光学微结构制程．一面出光．另面在出光后利用 光源的特盾，它的应用非常广泛，从一般通用照明到景 银反射面反射，可阻增加60％的出光教幸而芯片贴合 观展示照明，无处小见。 金属衬虚更可以在N—CaN表面制作光学微结构．如图 随着芯片制程能力不断的提升．发光一般管要求 ■所示提高外部量子效率效果会更女f： 的发光效率与亮度不断的增加，传统的％0程已水能满足 芯片贴合芯片：利削热压扫声渡芯片岵台技求将 未来的应用．散热佳、发光效率高与病功率的发光一极 片的正而反目十电镀和蓝宝打对底剁离后的载体，此技术 管芯片已逐渐走上舞台，倒装焊覆品(fllpclllp)制程与 单电极垂直制程的发光二极管于是取代传统的制程成为 较简易，也比目前一虹贴合技术往应力方面问题的更容 LED发光二级管的主流．大功率芯H外延的结构与传统易解决一I以得到更稳定与良率更高的单电段芯片，而 的发光二槛管结构相同．但芯片制作工艺确不尽相同， 利坍此技术在后面电彀制作与光子＆6体结掏图形制作方 它将倒装焊芯H的衬底变为发光表面．电极与硅热沉芯 面．比较没哲制程上的M题如图一所示。 片贴合，因此倒装焊芯片与硅基片的热i冗区很接近，散 热妓粜增i|【】，太电流驰动也不会有亲热．所以芯片面积 nf以加大lnml x1一，也。f以在大电流下使用30(I或 5(XInIA，进而达到三瓦的功率。 本呛文的技术方案是提f}I一种提高芯片亮度的方 法，倒装岸芯片的电极与热沉芯片(硅铜氮化镓 (CaN)，钼、碳化硅(SiC¨咕台．奠特征在于．将 例装焊芯片([nGaN与AlInGaP结构)的衬底表面做成 光子晶体结栅本实验采用特珠激光点曝光制程和干往 刻蚀使芯片出光表面形成二维光于晶体结构如图三所 示．光在光子晶体中由丁衍射的关系可以修正光的角 度．修正后的光比垒反自t的『临界角还小，并可以进入临 界角而投射到外面，从而太大改善之前传统LED的垒 厦射问题．大幅窿提高了LED的外部量子效率。 兜子晶体制狴可以降低垒叵射．增玎Ⅱ出光角度．提 高出光敏车，如图一所示，倒装焊设汁的芯片，我们制 目=|Ig∞GaN*}■#％目 论坛文集 踟 中由于衍射的关系．。f以修正北的角度．修正后的光比 全反射的临界角还小．井可以进人临界角而投射到外面． 从而大大改善之前传统LED的全反射问题．大幅度提 ■ 高丁LED的外部量子效率。 结幕分析：