征服LED之不得不看的重要概念

2011-08-25 09:24

　　基片（substrate）

　　LED和半导体激光器等的发光部分的半导体层，是在基片上生长结晶而成。采用的基片根据LED的发光波长不同而区分使用。如果是蓝色LED和白色LED等GaN类半导体材料的LED芯片，则使用蓝宝石、SiC和Si等作为基片，如果是红色LED等采用AlInGaP类材料的LED芯片，则使用GaAs等作为基片。

　　因LED发光波长而使用不同基片的原因是为了选择与LED发光部分——半导体结晶的晶格常数尽量接近的晶格常数的廉价基片材料。这样做晶格常数的差距（晶格失配）就会缩小，在半导体层中阻碍发光的结晶缺陷的可能性就会减少。而且能降低LED芯片的单价。另外，蓝紫色半导体激光器等电流密度和光输出密度较大的元件，则采用昂贵的GaN基片。GaN基片还用于部分蓝色LED。

底板剥离方法示例

　　欧司朗的做法是在蓝宝石底板上形成GaN类结晶层，粘帖金属反射膜，然后再粘帖作为支持底板的Ge晶圆。之后，利用激光照射溶解掉GaN类结晶层与蓝宝石底板的界面部分，剥离蓝宝石底板。

　　近年来，为了增加从LED芯片中提取光线，在基片上形成半导体结晶层后，将基片张贴到其他基片上的技术已经实用化。在粘贴到其他基片上时，与半导体结晶层之间的界面上设置了光的反射层。反射层具有反射发光层朝向基片侧的光线，将其提取到LED表面侧的效果。除了已用于红色LED外，最近蓝色LED等GaN类半导体LED芯片也扩大了采用。采用GaN类半导体材料的LED还有不张贴基片，使之保持剥离状态的方法。

　　这些方法在外形尺寸较大的LED芯片上较为有效。大尺寸芯片存在着芯片内发生的光射出芯片外时的光径变长，导致光在这一过程中发生衰减的问题。该问题可通过张贴基片解决。