Embed Size (px)
Citation preview
- A professional LED chips company you can trust
光鋐科技股份有限公司Epileds Technologi es, Inc.EPILEDS
•發光二極體之基本原理•InGaN LED 晶粒製造流程•發光二極體發展趨勢與應用
楊正中
EPILEDSEPILEDS
發光
什麼是發光二極體
-發光二極體(LED, Light Emitting Diode):一種可將電能轉換成光的二極體元件A Light Emitting Diode (LED) semiconductor device w hich converts electricity to light
-二極體(Diode): 由p型與n型半導體相結合,形成p-n接面(junction)所組成之半導體元件
-p(n)型半導體(p-n-type semiconductor):藉由雜質元素攙雜而產生多餘自由電子或電洞,進而改變原有光電特性之半導體
-半導體(Semiconductor):導電性介乎導體與絕緣體間之元素或化合物,一般而言光電半導體是由週期表上III族與V族元素形成之化合物為主,因此又可稱之為“III-V族化合物半導體”
EPILEDSEPILEDS I/V Curve for LED Diode
+V
donor
Ec
Ec
Ev
Ev
Conduction Band
Valence Band
Light emitting
-V
Band Diagram
acceptor
EPILEDSEPILEDSForward Voltage vs. BandgapEnergy
EPILEDSEPILEDS 發光二極體的分類(可見光)
EPILEDSEPILEDS能隙(發光波長)-晶格關係圖
EPILEDSEPILEDS發光二極體發光二極體II--V V 曲線與相關名詞定義曲線與相關名詞定義
I-V Curve of LED
-10
0
10
20
30
40
50
-15 -10 -5 0 5 10
Voltage (V)
Cur
rent
(m
A) Ir@-5V=0.5uA
Vr@-10uA=9.5V Vin@10uA=2.4V
VF@20mA=3.1V
Rs@5-50mA=30 ohm
EPILEDSEPILEDS
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
350 400 450 500 550 600 650 700 750
NO.1
NO.2
Lot No. : Lot No Lot No. : Lot No
Comment : NO.1 Comment : NO.2
Date : 2007/5/30 下午 02:01:31 Date : 2007/5/30 下午 02:02:31
Iop (mA) : 350.0 Iop (mA) : 350.0
λd (nm) : 478.0 λd (nm) : 476.7
λp (nm) : 453.6 λp (nm) : 451.7
λ (nm) : 19.8 λ (nm) : 19.8
CIE-x : 0.30634 CIE-x : 0.30459
CIE-y : 0.30645 CIE-y : 0.30284
CIE-u : 0.20205 CIE-u : 0.20222
CIE-v : 0.30318 CIE-v : 0.30159
Purity : 0.117 Purity : 0.127
Tc(K) : 7137 Tc(K) : 7324
發光二極體頻譜發光二極體頻譜(SPECTRUM)(SPECTRUM)與相關名詞定義與相關名詞定義
EPILEDSEPILEDS光的三原色 : RGB (Red , Green , Blue)
EPILEDSEPILEDS發光二極體之波長量測與計算發光二極體之波長量測與計算 –– WLD WLD 與與 PurityPurity
EPILEDSEPILEDS
物理量 符號 定義 單位
輻射通量Radiant flux Φe ∫ Φeλ(λ)dλ
瓦特(watt;W)
輻射能量Radiant energy Qe ∫∆t Φe dt 焦耳
(joule;J=W*S)
輻射強度Radiant intensity Ie dΦe/dΩ 瓦特/球面度
(W/sr)
輻射亮度Radiance Le dΦe/dΩdAcosθ 瓦特/米平方*球面度
(W/m2*sr)
輻射出射度Radiant exitance Me dΦe/dA 瓦特/米平方
(W/ m2)
輻射照度Irradiance Ee dΦe/dA 瓦特/米平方
(W/ m2)
輻射度量學輻射度量學(Radiometry)(Radiometry)之物理量及其單位之物理量及其單位,,定義與符號定義與符號
EPILEDSEPILEDS
物理量 符號 定義 單位
光通量Luminous flux Φv Km∫７８０ｎｍ３８０
ｎｍΦeλ(λ)dλ*流明
(lumen ; lm)
光能量Luminous energy
Qv∫∆t Φv dt 流明秒
(lm*sec)
光強度Luminous intensity Iv dΦv/dΩ** 燭光(流明/球面度)
(candela ; cd ; lm/sr)
光亮度(輝度)LuminanceBrightness
Lv dΦv/dΩdAcosθ 尼特 ; 燭光/米平方流明/米平方*球面度
(nt ; cd/m2 ; lm/m2*sr)光出射度
Luminous exitance Mv dΦv/dA 勒克斯 ; 流明/米平方(lux ; lx ; lm/m2)
(光)照度Illuminance Ev dΦv/dA 勒克斯 ; 流明/米平方
(lux ; lx ; lm/m2)
光度量學光度量學(Photometry)(Photometry)之物理量及其單位之物理量及其單位,,定義與符號定義與符號
EPILEDSEPILEDS
發光二極體光強度量測則定義為光強度(Luminous Intensity,cd)≡單位立體角(Solid Angle,Ω)之光通量(Luminous Flux,lm)輻射強度量測定義為輻射強度(Radiant Intensity,W/sr)≡單位立體角之輻射通量(Radiant Flux,W)，單位為單位立體角之瓦特數(W/sr)
光強度與輻射強度量測原理則為設光偵測器面積=A，光通量=Φ，偵測器與光源距離=D，定義光強度=Φ/(A/D2)。照度(Illumince,lux)=Φ/A(單位為lux)
r
光源(Source) 立體角偵測面積 A(Detector Area,A)
偵測器與光源距離，D
光強度之量測原理光強度之量測原理
EPILEDSEPILEDS光通量之量測原理光通量之量測原理
發光二極體光通量與輻射通量量測定義為光通量≡輻射通量以人眼視效函數修正值，單位為流明(lm)輻射通量≡以輻射形式發射傳輸的功率，單位為瓦特(W)
積分球量測原理及方法：
r
A
EPILEDSEPILEDS
InGaNLED 晶粒製造流程
EPILEDSEPILEDSTYPE :ER- B1212E (for Blue)
InGaNLED Chip 外觀
P-bonding pad
N-bonding pad
Mesa(Emitting Area)
12mil
12mil
EPILEDSEPILEDS
EPI-WAFER(MOCVD)
FAB PROCESS-Anneal-Photolithograph y-Metallization-Dry & Wet etching-Visual Inspection
1% Wafer Probing
Test
Lapping &Polishing
Scribing &Breaking
Chip Sorting100% Chip
ProbingTest
VisualInspection
Counting &Package
OQC &Delivery
磊晶 晶片製程 晶片測試 研磨拋光
切割劈裂
晶粒測試晶粒分類外觀檢查計數包裝出貨檢查
InGaNLED Chip 生產流程
QA Testing
品質測試
EPILEDSEPILEDS 磊晶 (EPITAXY)
於單結晶基板上, 藉由原子有次序之排列與堆積,形成單晶半導體層結構之過程
基板 Substrate 磊晶片 Epi-Wafer
MOCVD EPITAXY
EPILEDS
EPILEDSEPILEDSMOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)
有機金屬化學氣相沉積利用有機金屬氣相反應,進行磊晶製程之技術
EPILEDSEPILEDSMOCVD技術--磊晶成長理論
GaN+CH4+H2
