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芯片波段WLD是什么意思
芯片波段WLD是什么意思
主波长就是，主波长与峰值波长越接近越好主波长是人为量，以某一波长的单色光与等能白光以一定比例混合，在人眼看来，得到与芯片发出光的相同效果，该单色光的波长就是芯片的主波长。在色度学上讲，跟据芯片发出光的三刺激值，求得的色品坐标与等能白光的色品坐标连线并延长，该延长线与色品坐标图的边缘线相交，该交点对应的波长即为主波长。一般来说
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2、WLD(主波长):眼睛能看到光源发出的主要光的... 波段混料指的是主波长还...……
LED的波长分为两种,一种是WLP指峰值波长,即LED发光光谱光强最强的点所对应的波长的值。另一种是...……
X/Y表示X坐标,Y坐标 WD WLD 这表示色温 BIN 具体要看是电压、还是色区、还是亮度BIN...
五金者，指金、银、铜、铁、锡五项金属材料之称，五金材料之产品，通常只分为大五金及小五金两大类。大五金指钢板、钢筋，扁铁、万能角钢、槽铁、工字铁及各类型之钢铁材料，小五金则为建筑五金、白铁皮、锁类铁钉、铁丝、钢铁丝网、钢丝剪、家庭五金、各种工具等等。就五金之性质与用途，应分钢铁材料、非铁金属材料、机械机件、传动器材、辅助工具、工作工具、建筑五金、家庭五金等八大类
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图形蓝宝石衬底GaN基发光二极管的研制
光电子!激光第21卷第3期??2010年3月????????????JournalofOptoelectronics!Laser????????????????Vol.21No.3??Mar.2010图形蓝宝石衬底GaN基发光二极管的研制张俊兵,林岳明,范玉佩,王书昶,曾祥华12111***(1.扬州大学物理科学与技术学院,江苏扬州.扬州华夏集成光电有限公司,江苏扬州,225009)摘要:采用抗刻蚀性光刻胶作为掩膜,并利用光刻技术制作周期性结构,进行ICP干法刻蚀C面(0001)蓝宝石制作图形蓝宝石衬底(PSS);然后,在PSS上进行MOCVD制作GaN基发光二极管(LED)外延片;最终,进行芯片制造和测试。PSS的基本结构为圆孔,直径为3??m,间隔为2??m,深度为864nm,呈六角形分布。与同批生长的普通蓝宝石衬底(CSS)GaN基LED芯片相比,PSS芯片的光强和光通量比CSS分别提高57.32%和28.33%(20mA),并可减小芯片的反向漏电流,且未影响芯片的波长分布和电压特性。关键词:GaN基发光二极管(LED);图形蓝宝石衬底(PSS);光提取效率;ICP中图分类号:TN312.8????文献标识码:A????文章编号:(59??04DevelopmentofGaN??basedlightemittingdiodeonpatternedsap??phiresubstrateZHANGJun??bing,LINYue??ming,FANYu??pei,WANGShu??chang,ZENGXiang??huagratedOESystemCo.,Ltd.,Yangzhou225009,China)12111**(1.CollegeofPhysics&Technology,YangzhouUniversity,Yangzhou.YangzhouHuaxiaInte??Abstract:Usinganti??etchingphotoresistasamask,andwithlithographyproducingperiodicstructure,c??plane(0001)patternedsapphiresubstrate(PSS)wasfabricatedbyinductivelycoupledplasma(ICP)dryetching.ThenGaN??basedLEDepitaxialwafersweregrownonPSSbymetalorganicchemicalvapordeposition(MOCVD).Ultimately,LEDchipsweremanufacturedandtested.ThePSScontainsaperiodi??callyspacedroundholestructure,wheretheholeshaveawidthof3??m,adepthof864nm,andtheyareseparatedfromeachotherinanintervalof2??paredwithconven??tionalsapphiresubstrate(CSS)LEDofthesamebatchMOCVD,PSSLED sEL??intensityandluminousfluxincreasedby57.32%and28.33%at20mA,respectively,andithadreducedreverseleakagecur??rent,butPSShadnosignificantimpactonthewavelengthdistributionandvoltagecharacteristicsoftheLEDchips.Keywords:GaN??basedLED;patternedsapphiresubstrate(PSS);lightinductivelycoupledplasma(ICP)1??引??言????作为第4代固体照明光源的发光二极管(LED),具有节能、环保、长寿命、多色彩和小体积等诸多优点[1~3],但目前,GaN基LED内量子效率和光的提取效率较低,一定程度上限制了其应用。日常生产中,GaN基LED外延是在普通蓝宝石[4]衬底(CSS,conventionalsapphiresubstrate)上制备的,由于GaN和蓝宝石衬底材料二者的晶格常数相差达14%,导致N??GaN外延层缺陷密度较大,并向有源区InGaN蔓延,缺陷密度达到108~1010cm-2数量级[5,6]。这些线缺陷会吸收部分注入电流,降低了载流子的产生率,导致注入效率下降;同时,产生的载流子在缺陷能级易发生非辐射性复合,且载流子辐射性复合生成的光能也容易被缺陷吸收,产生热能。由于GaN基LED材料与外界材料的折射率相差很大,有源区发射的大部分光在界面发生全反射,多次反射后被半导体所吸收,转化为热能,导致芯片的光提起效率低,缩短芯片的寿命[7,8]。侧向外延(ELOG)技术可将GaN外延的缺陷密度降低到107cm-2数量级,有效地提高了GaN材料的晶体质量,提高了芯片的性能和可靠性。但该技术需要在蓝宝石衬底先生长几??m的GaN,再生长SiNx(或SiO2),并制作成条纹状作为掩膜,多了2次外延生长及1次光刻,还需湿法刻蚀,工艺较为复杂,降低了[9,10]生产效率,增加了生产成本。而图形蓝宝石衬底(PSS,patternedsapphiresubstrate)技术克服了这些问题,在蓝宝石衬底上生长作为干法刻蚀的掩膜层,用光刻工艺制作出掩膜图??收稿日期:??修订日期:??*??基金项目:江苏省科技项目资助项目(BG2007026)??**E??mail:xhzeng@!360!??????????????????????????????????光电子!激光??2010年??第21卷??形,利用ICP刻蚀蓝宝石衬底,并去掉剩余掩膜层,再在其上生长GaN材料,可使得GaN材料由纵向外延变为横向外延。其不仅可以有效减少GaN外延材料的缺陷密度,减小有源区的非辐射性复合,提高了芯片的内部量子效率;而且增强了光在GaN和蓝宝石衬底界面散射,增加了光从芯片内部出射的概率,从而提高了光的提取效率[11~14]。????即WLD??0.5?x&WLD+0.5;合乎前两个标准的芯片数应至少为100。经筛选后,CSS和PSS芯片满足要求的中心波段值WLD为456、457、458、459、460和461nm
。图2??PSSGaN基LED芯片结构Fig.2??ChipstructureofPSSGaN??basedLED2??实??验????考虑CSS加工技术已经十分成熟,不同CSS生长外延几乎没有任何差异,故挑选2片同批生产的CSS,一片CSS制作成PSS,另一片CSS作为对比片。PSS的制作主要包括衬底清洗、光刻、ICP刻蚀、去除残胶、表面清洗和封装6个步骤。PSS的典型结构图形,如图1所示,其基本结构为圆孔,圆孔直径为3??m,间隔为2??m,呈周期性的六角形分布。对实验样品的剖面进行扫描电镜(SEM)测试,发现圆孔的上端直径为3.25??m,下端直径为2.15??m,深度为864nm,呈凹杯结构,且杯面与底部的夹角为57.6?。图1??PSS的典型结构图形Fig.1??TypicalgraphicsofPSSstructure????然后,在CSS和PSS上同时进行MOCVD制作外延,依次生长N??GaN、InGaN/GaNMQW和P??GaN等结构。最后,将2片外延制作成225??m#275??m芯片,并进行芯片封装和测试。主要包括表面清洗、ITO蒸镀、台面刻蚀、ITO刻蚀、P和N电极的实现和生长SiO2钝化层,最后得到PSSGaN基LED芯片,如图2所示。3??实验结果与分析????考虑到波长对芯片性能具有一定的影响以及不良器件性能低劣等因素,故按一定标准对芯片进行筛选处理,并按波段分析芯片的平均性能,如波长(WLD )、反向漏电流(IR)、电压(VF)和光强(EL),这样可以更为准确地比较PSS和CSSLED芯片性能的差异性。各波段芯片都合乎标准:IR?0.2??A;每个波段为1nm,以中心波段值WLD为基准,上下浮动0.5nm,????芯片的光电性能与波段关系曲线如图3所示,其中,反向漏电流测试条件为-5V,其他特性的测试条件都是20mA。从图3(a)可知,各波段的PSS和CSS芯片的平均波长WLD差异很小,最大只有0.17nm,说明采用PSS并未影响外延结构和波长的分布。????PSS芯片的反向漏电电流IR与CSS的差值在WLD为456、457、458、459、460和461nm时分别是-0.001、-0.001、0.002、0、0.001和-0.001??A,如图3(b)所示,整体上PSS的IR相对较小。主要是因为采用PSS可以提高外延晶体质量,减小外延的线缺陷,可以降低电子从量子阱的泄露概率,从而可以在一定程度上减小芯片的IR。芯片在20mA下的工作电压VF,如图3(c)所示,都集中分布在3.52V左右,PSS和CSS芯片VF相差很小,最大只有0.02V,说明采用PSS并不影响芯片的I??V特性。????PSS和CSS芯片的光强EL具有明显的差异性,且前者大于后者,如图3(d)所示;且在456~461nm5个波段,PSS的光强比CSS分别提高了25.17、27.16、27.57、29.53和29.00mcd,相对提高率分别为54.81、57.32、56.36、54.71和51.26%。因为:PSS减小了外延的线缺陷,改善了外延的质量,提高了电流注入效率,降低了非辐射性复合,在一定程度上提高了芯片的内部量子效率;PSS图形增加了光在蓝宝石和N??GaN界面的散射,增强了光从芯片顶面出射的几率,提高了芯片的光提取效率。所以,PSS提高了芯片的外部量子效率,从而提高了芯片的光强。????芯片封装性能与电流的关系曲线,如图4所示。从图4(a)可以看出,二者在相同电流下电压相差很小,在90mA的电流下不过相差了0.025V(0.67%)。可以认为,PSS和CSS芯片具有相同的I??V特性。但芯片的光通量L相差比较明显,如图4(b)所示,电流从20mA上升到90mA,PSS比CSS芯片的光通量依次提高了0.202、0.315、0.439、0.637、0.808、0.936、1.065和1.054lm,相对提高率分别为28.33、32.54、34.65、40.86、41.76、40.24、39.69和35.02%。PSS比CSS光通量的绝对提高量,随着电流的增加而增加;相对提高率随电流先上升后下降。在电流60mA时,PSS比CSS的光通量提高率达到最大值41.76%。可以看出,采用PSS可以显著提高GaN基LED芯片的外部量子效率,提升芯片的光通量,且不影响芯片的I??V特性。第3期??张俊兵等:图形蓝宝石衬底GaN基发光二极管的研制*??????????????????????????????!361!图3??芯片光电性能与波段的关系Fig.3??Performanceofchipsvs.wavelength
band4??结??论????采用抗刻蚀性光刻胶来替代SiO2(或Ni)作为掩膜材料,利用光刻技术制作周期性结构,进行ICP干法刻蚀来制作C面(0001)PSS;并通过MOCVD技术,在制备好的PSS上制作GaN基LED外延;最终,进行芯片制造和测试。PSS的基本结构为圆孔,直径为3??m,间隔为2??m,深度为864nm,呈周期性的六角形分布。通过按波段对PSS和CSS芯片性能进行对比发现,整体上PSS的IR相对较小,光强在458nm波段比CSS提高了57.32%,光通量比CSS的提高了28.33%。且PSS并不影响芯片的波长分布和I??V特性。参考文献:[1]??SteigerwaldDanielA,BhatJeromeC,CollinsDave,etal.Illu??minationwithsolidstatelightingtechnology[J].IEEEJournalonSelectedTopicsinQuantumElectronics,):310??320.[2]??ChoiYS,KimSJ.Sapphiresubstrate??transferrednitride??basedlight??emittingdiodefabricatedbysapphirewetetchingtechnique[J].Solid??StateElectronics,2??1628.[3]??CHENJing??bo,WANGJing,MIAOHong??li,etal.EffectoftheYAG:Ce3+phosphoronthelightoutputdegradationofwhiteLED[J].JournalofOptoelectronics!Laser(光电子!激光),):453??455.(inChinese)[4]??LIXian??rui,WANGSong??lin,LAIXin??quan,etal.Laserlift??offtechniqueandthere??utilizationofGaNbasedLEDfilmsgrown图4??芯片封装性能与电流的关系Fig.4??Performanceofpackagedchipsvs.current!362!??????????????????????????????????.光电子!激光??2010年??第21卷??onsapphiresubstrate[J].JournalofOptoelectronics!Laser(光电子!激光),):354??357.(inChinese)[5]??LesterSD,PonceFA,CrafodMG,etal.Highdislocationden??sitiesinhighefficiencyGaN??basedlight??emittingdiodes[J].ApplPhysLett,):.[6]??LeeYJ,LuTC,KuoHC,etal.HighbrightnessGaN??basedlight??emittingdiodes[J].JournalofDisplayTechnology,):118??125.[7]??JIANGYang,LUOYi,XUEXiao??lin,etal.DislocationgenerationmechanismanalysisofGaNgrownonpatternedsapphiresub??strate[J].JournalofOptoelectronics!Laser(光电子!激光),):478??481.[8]??FEIXiang,QIANKe??yuan,LUOYi.Junctiontemperaturemeas??urementandluminouspropertiesresearchofhigh??powerLED[J].JournalofOptoelectronics!Laser(光电子!激光),):289??293.(inChinese)[9]??NakamuraS,SenchM,NagahamaSI,etal.InGaN/GaN/Al??GaN??basedlaserdiodeswithmodulation??dopedstrained??layersuperlatticesgrownonanepitaxiallylaterallyovergrownGaNsubstrate[J].ApplPhysLett,):211??213.[10]WangWK,WuuDS,LinSH,etal.Efficiencyimprovementofnear??ultravioletInGaNLEDsusingpatternedsapphiresub??strates[J].IEEEJournalofQuantumElectron,):[11]WangWK,WuuDS,LinSH,etal.Growthandcharacteriza??tionofInGaN??basedlight??emittingdiodesonpatternedsapphiresubstrates[J].JournalofPhysicsandChemistryofSolids,??718.[12]ShenCF,ChangSJ,ChenWS,etal.Nitride??basedhigh??pow??erflip??chipLEDwithdouble??sidepatternedsapphiresubstrate[J].IEEEPhotonTechnolLetters,):780??782.[13]TsaiPC,ChuangRickyW,SuYK.Lifetimetestsandjunction??temperaturemeasurementofInGaNlight??emittingdiodesusingpatternedsapphiresubstrates[J].JournalofLightwaveTech??nology,):591??596.[14]LeeCE,LeeYC,KuoHC,etal.Furtherenhancementofni??tride??basednear??ultravioletvertical??injectionlight??emittingdi??odesbyadoptingaroughenedmesh??surface[J].IEEEPhotonTechnolLetters,):803??805.作者简介:张俊兵??(1983-),男,江苏盐城人,硕士研究生,主要从事高亮度Al??GaInP和GaNLED相关技术研究.
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