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高亮度發光二極體

高亮度發光二極體. 報告者： 周建樺 林煥智 學號： 9455457 9455455. 綱要. 發光二極體之簡介 發光二極體之結構 發光二及體之製程 發光二極體之分類 發光二極體之優缺點 發光二極體之應用範圍 發光二極體之發展趨勢 結論. 發光二極體簡介. 發光二極體（ Light Emitting Diode ； LED ）是一種冷光發光元件，其發光原理，是在 III-V 族半導體材料（ GaN 、 GaP 、 GaAs 等材料系）上施加電流，利用二極體內電子與電洞互相結合而產生光，當能量轉換為光的形式釋出時便可發光.

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高亮度發光二極體

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  1. 高亮度發光二極體 報告者： 周建樺 林煥智 學號： 9455457 9455455

  2. 綱要 • 發光二極體之簡介 • 發光二極體之結構 • 發光二及體之製程 • 發光二極體之分類 • 發光二極體之優缺點 • 發光二極體之應用範圍 • 發光二極體之發展趨勢 • 結論

  3. 發光二極體簡介 • 發光二極體（Light Emitting Diode；LED）是一種冷光發光元件，其發光原理，是在III-V族半導體材料（GaN 、 GaP 、 GaAs等材料系）上施加電流，利用二極體內電子與電洞互相結合而產生光，當能量轉換為光的形式釋出時便可發光

  4. P-type layer GaN (Mg) Active layer N-type layer GaN(Si) Buffer layer Sapphire 發光二極體基本結構

  5. 晶圓清洗 高溫活化 薄膜沈積 蒸鍍金屬 Ni/Au Dry -etching 第一道光罩MESA 第二道光罩TCL 化學蝕刻 蒸鍍金屬 TiAlNiAu 第四道光罩P-PAD 化學蝕刻 第三道光罩 N-PAD 蒸鍍金屬 TiAlTiAu 化學蝕刻 Lift-off 薄膜沈積 晶粒篩選 Lapping & Cutting 化學蝕刻 第五道光罩 Passivation 發光二極體之製程

  6. SiOx mask Active layer P-TYPE N-TYPE Sapphire 薄膜沈積 • 製程目的 利用金屬或其他材料阻擋乾蝕刻對P-TYPE的傷害

  7. SiOx mask Active layer P-TYPE N-TYPE Sapphire Dry etching(RIE) • 製程目的 利用活性離子蝕刻機(Reactive Ion Etching)定義發光區域

  8. Active layer P-TYPE N-TYPE Sapphire After RIE (NO mask) • 製程目的 將晶片表面作清潔及去氧化物，清除殘餘的MASK

  9. Active layer TCL P-TYPE N-TYPE Sapphire Transparent Contact Layer     • 製程目的 蒸鍍金屬NiAu均勻擴散電流至整個MESA表面

  10. Active layer TCL P-TYPE N-PAD N-TYPE Sapphire N - BOND PAD • 製程目的 蒸鍍金屬 TiAlNiAu作為封裝製程的打線墊

  11. P-PAD Active layer TCL P-TYPE N-PAD N-TYPE Sapphire P - BOND PAD • 製程目的 蒸鍍金屬 TiAlTiAu作為封裝製程的打線墊

  12. MESA TCL N-PAD P-PAD Passivation CHIP 俯視圖

  13. TCL（傳導電極） • 可分為金屬氧化膜與銦錫氧化膜 • 金屬氧化膜 NiAu(50Å-50Å) 鎳/金薄金屬電極是目前最常用在氮化鎵材料上的金屬電極，以往在 電極蒸鍍好之後，是在氮氣的環境下做熱處理，利用金屬及氮化鎵材料在接面所產生的化合物，來達成歐姆接觸 穿透率量測：前者約60-70% 後者約85-95%

  14. TCL 經過熱處理

  15. TCL 量測 IVcurve（一） 金屬膜厚對特徵接觸電阻之關係圖

  16. TCL 量測 IVcurve（二） 合金溫度對特徵接觸電阻之關係圖

  17. 發光二極體之發光

  18. 發光二極體之分類

  19. 發光二極體之優點 • LED 燈泡體積小、多樣色彩、堅固耐震 • 點亮速度快、混光機能強、單色性佳 • 消耗功率微小 • 低電壓/直流電驅動 • 無熱輻射光

  20. 發光二極體之缺點 • 尚無法由磊晶技術直接成長白光發二極體 • 目前由於製作白光發光二極體成本太高，故尚未大量進入量產階段 • 目前白光二極體多使用封裝技術配合螢光粉來使用

  21. 發光二極體之應用範圍 • 紅綠燈 • 大型跑馬燈 • 第三煞車燈 • 大型廣告看板 • 儀表板背光源 • 手機背光源

  22. LED 發展趨勢（一）

  23. LED 發展趨勢（二） • 藍光LED可激發螢光粉產生白光，可望取代日光燈，為新世代環保光源，市場商機龐大。 • 藍紫光雷射二極體可應用在存取資料的讀寫頭上，使得近幾年來光碟機的發明與進步大鳴大放，由讀取到倍速讀取，由錄製到可重複錄製，而重點發展則是將其推往更大的資料儲存容量。

  24. 結論： • 發光二極體元件的光穿透率改良與PN-PAD金屬選擇(需考慮金屬的功函數) • 目前業界著重發光二極體亮度之提升與降低順向工作電壓 • 將銦錫氧化膜（ITO）應用在LCD或LED上以提升亮度，提高市場競爭力

  25. END Thanks!

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