LED 芯片知识总结（一） 文章出处: 照明技术论坛 更新于2009-08-19 15:42:22LED 芯片 蓝宝石 衬底

一、LED 历史
        50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，1962 年，通用电气公司的尼克•何伦亚克（NickHolonyakJr.）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED 是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，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，即固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，所以LED 的抗震性能好。最初LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12 英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命、低光效的140 瓦白炽灯作为光源，它产生2000 流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200 流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18 个红色LED 光源，包括电路损失在内，共耗电14 瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。
二、LED 芯片的原理：
        LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N 结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P 区，在P 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED 发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N 结的材料决定的。
三、LED 芯片的分类：
1.MB 芯片定义与特点
定义：Metal Bonding(金属粘着）芯片；该芯片属于UEC 的专利产品。
特点：
（1）采用高散热系数的材料---Si 作为衬底，散热容易。
        Thermal Conductivity
        GaAs: 46W/m-K
        GaP: 77W/m-K
        Si: 125～150W/m-K
        Cupper:300~400W/m-k
        SiC: 490W/m-K
（2）通过金属层来接合(wafer bonding)磊晶层和衬底，同时反射光子，避免衬底的吸收。
（3）导电的Si 衬底取代GaAs 衬底，具备良好的热传导能力(导热系数相差3~4 倍)，更适应于高驱动电流领域。
（4）底部金属反射层，有利于光度的提升及散热。
（5）尺寸可加大，应用于High power 领域，eg:42mil MB。
2.GB 芯片定义和特点
定义：Glue Bonding(粘着结合）芯片；该芯片属于UEC 的专利产品。
特点：
（1）透明的蓝宝石衬底取代吸光的GaAs 衬底，其出光功率是传统AS(Absorbable structure)芯片的2 倍以上，蓝宝石衬底类似TS 芯片的GaP 衬底。
（2）芯片四面发光，具有出色的Pattern 图。
（3）亮度方面，其整体亮度已超过TS 芯片的水平(8.6mil)。
（4）双电极结构，其耐高电流方面要稍差于TS 单电极芯片。
3.TS 芯片定义和特点
定义：transparent structure(透明衬底)芯片，该芯片属于HP 的专利产品。
特点:
(1)芯片工艺制作复杂，远高于AS LED。
(2)信赖性卓越。
(3)透明的GaP 衬底，不吸收光，亮度高。
(4)应用广泛。
4.AS 芯片定义与特点
定义：Absorbable structure (吸收衬底）芯片；经过近四十年的发展努力，台湾LED 光电业界对于该类型芯片的研发、生产、销售处于成熟的阶段，各大公司在此方面的研发水平基本处于同一水平，差距不大。大陆芯片制造业起步较晚，其亮度及可靠度与台湾业界还有一定的差距，在这里我们所谈的AS 芯片，特指UEC 的AS 芯片，eg: 712SOL-VR, 709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR 等。
特点：
（1）四元芯片，采用MOVPE 工艺制备，亮度相对于常规芯片要亮。
（2）信赖性优良。
（3）应用广泛。