新型GaN基倒装LED芯片技术研究
发布时间：2021-01-05 09:14
GaN基倒装LED芯片具有低热阻、大电流、低封装成本、密排列等优势,可用于高功率和高可靠性要求的光源,一直备受业界青睐。近年来,采用倒装结构的GaN基紫外LED正在逐步替代汞灯,应用于紫外光固化、防伪检测、医学光疗、荧光分析、杀菌消毒、空气和水净化等领域,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。目前紫外倒装LED芯片的外量子效率受多种材料和器件因素影响,还与蓝光倒装LED存在较大差距。本论文针对提高GaN基蓝光和近紫外倒装LED芯片的外量子效率和器件可靠性,提出了新颖的器件结构和设计方案,在芯片制备工艺方面做了大量探索和优化,部分研究的芯片技术不仅适用于蓝光倒装LED芯片,也适用于紫外倒装LED芯片。本论文研究内容主要包括以下几个方面:（1）设计和制备具有宽反射带、反射率大于95%的TiO2/SiO2分布式布拉格反射镜,由三个波段分布式布拉格反射镜级联而成。采用ITO透明电极和宽反射带分布式布拉格反射镜组合作为GaN基蓝光倒装LED芯片的反射镜,对比了和采用Ag反射镜的传统GaN基蓝光倒装LED芯片的光电性能,采用宽反射带分布式布拉格反射镜的倒装...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种LED芯片结构示意图(a)正装芯片，(b)倒装芯片和(c)垂直芯片
可以在大电流下工作。此外倒装LED芯片封装无需打金线，简化封装流程，提高封装效率，降低封装端的成本投入。相对与正装芯片和垂直芯片，倒装芯片无需打金线，还能在电路板上高密度排列，如图1-2。正装LED芯片的最高排列密度是P0.8（芯片间距0.8mm），倒装芯片的点间距最小可以达到0.03mm。这种密排列的倒装LED芯片，又叫micro LED[31, 32]，相对于OLED和LCD，micro LED的优势明显，其低能耗、高亮度、寿命长、反应时间短，近几年成为GaN基倒装LED芯片领域新的研究热点，未来会广泛应用于显示领域
学镀膜设备所制备的介质DBR具有很好平整度，但在倒装LED中DBR会包覆n区台阶，如何确保DBR和外延层很好贴合，不在台阶处发生断裂也具有工艺难度。（2）电极和焊盘互连。倒装LED芯片制备中经过多次金属蒸镀过程，如图1-3所示，第一层p、n电极为p-pad1、n-pad1，分别与ITO、n-GaN形成欧姆接触。第二层金属电极为p-pad2和n-pad2，用作倒装焊盘。第一层金属和第二层金属通过贯穿绝缘层的通孔相连接。图1-3 倒装芯片的布线示意图(a)绝缘层开孔角度倾斜 (b)绝缘层开孔角度垂直由刻蚀形成的绝缘层通孔角度很重要，刻蚀斜边和水平方向夹角需要控制在45度以内，如图1-3(a)保证电极和焊盘层能够顺利连接。如果通孔刻蚀角度过于垂直，蒸镀焊盘金属层不能很好的覆盖通孔侧壁。如图1-3(b)所示，焊盘和电极在通孔处连接不良
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced Luminescence of InGaN-Based 395 nm Flip-Chip Near-Ultraviolet Light-Emitting Diodes with Al as N-Electrode[J]. 徐瑾,张伟,彭孟,戴江南,陈长清. Chinese Physics Letters. 2017(07)
博士论文
[1]局域表面等离激元增强AlGaN基紫外探测器的研究[D]. 张伟.华中科技大学 2016
本文编号：2958409
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种LED芯片结构示意图(a)正装芯片，(b)倒装芯片和(c)垂直芯片
可以在大电流下工作。此外倒装LED芯片封装无需打金线，简化封装流程，提高封装效率，降低封装端的成本投入。相对与正装芯片和垂直芯片，倒装芯片无需打金线，还能在电路板上高密度排列，如图1-2。正装LED芯片的最高排列密度是P0.8（芯片间距0.8mm），倒装芯片的点间距最小可以达到0.03mm。这种密排列的倒装LED芯片，又叫micro LED[31, 32]，相对于OLED和LCD，micro LED的优势明显，其低能耗、高亮度、寿命长、反应时间短，近几年成为GaN基倒装LED芯片领域新的研究热点，未来会广泛应用于显示领域
学镀膜设备所制备的介质DBR具有很好平整度，但在倒装LED中DBR会包覆n区台阶，如何确保DBR和外延层很好贴合，不在台阶处发生断裂也具有工艺难度。（2）电极和焊盘互连。倒装LED芯片制备中经过多次金属蒸镀过程，如图1-3所示，第一层p、n电极为p-pad1、n-pad1，分别与ITO、n-GaN形成欧姆接触。第二层金属电极为p-pad2和n-pad2，用作倒装焊盘。第一层金属和第二层金属通过贯穿绝缘层的通孔相连接。图1-3 倒装芯片的布线示意图(a)绝缘层开孔角度倾斜 (b)绝缘层开孔角度垂直由刻蚀形成的绝缘层通孔角度很重要，刻蚀斜边和水平方向夹角需要控制在45度以内，如图1-3(a)保证电极和焊盘层能够顺利连接。如果通孔刻蚀角度过于垂直，蒸镀焊盘金属层不能很好的覆盖通孔侧壁。如图1-3(b)所示，焊盘和电极在通孔处连接不良
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced Luminescence of InGaN-Based 395 nm Flip-Chip Near-Ultraviolet Light-Emitting Diodes with Al as N-Electrode[J]. 徐瑾,张伟,彭孟,戴江南,陈长清. Chinese Physics Letters. 2017(07)
博士论文
[1]局域表面等离激元增强AlGaN基紫外探测器的研究[D]. 张伟.华中科技大学 2016
本文编号：2958409
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2958409.html
