【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

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翻新时间：2023-02-22

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【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

对于标准管芯（200-350μm2），日本日亚公司报道的最高研究水平，紫光（400 nm）22mW，其外量子效率为35.5%，蓝光(460 nm) 18.8 mW，其外量子效率为34.9%。美国Cree公司可以提供功率大于15mW 的蓝色发光芯片(455～475 nm)和最大功率为21 mW的紫光发光芯片（395～410 nm），8 mW绿光（505～525 nm）发光芯片。

台湾现在可以向市场提供6 mW左右的蓝光和4 mW左右的紫光芯片，其实验室水平可以达到蓝光10mW和紫光7～8 mW的水平。国内的公司可以向市场提供3～4mW的蓝光芯片，研究单位的水平为蓝光6 mW左右，绿光1～2mW，紫光1～2 mW。

随着外延生长技术和多量子阱结构的发展，超高亮度发光二极管的内量子效率己有了非常大的改善，如波长625 nmAlGaInP基超高亮度发光二极管的内量子效率可达到100%，已接近极限。lGaInN基材料内存在的晶格和热失配所致的缺陷、应力和电场等使得AlGaInN基超高亮度发光二极管的内量子效率比较低，但也在35～50%之间，半导体材料本身的光电转换效率己远高过其它发光光源，因此提高芯片的外量子效率是提高发光效率的关键。

这在很大程度上要求设计新的芯片结构来改善芯片出光效率，进而达到提升发光效率(或外量子效率)的目的，大功率芯片技术也就专注于如何提升出光效率来提升芯片的发光效率，主要技术途径和发展状况阐述如下：1）改变芯片外形的技术当发射点处于球的中心处时，球形芯片可以获得最佳的出光效率。改变芯片几何形状来提升出光效率的想法早在60年代就用于二极管芯片，但由于成本原因一直无法实用。

在实际应用中，往往是制作特殊形状的芯片来提高侧向出光的利用效率，也可以在发光区底部(正面出光)或者外延层材料(背面出光)进行特殊的几何规格设计，并在适当的区域涂覆高防反射层薄膜，来提高芯片的侧向出光利用率。1999年HP公司开发了倒金字塔形AlInGaP芯片并达到商用的目标，TIP结构减少了光在晶体内传输距离、减少了内反射和吸收（有源区吸收和自由截流子吸收等）引起的光损耗、芯片特性大幅度改善，发光效率达100流明/瓦（100 mA，610 nm），外量子效率更达到55%（650nm），而面朝下的倒装结构使P-N结更接近热沉，改善了散热特性，提高了芯片寿命。

2）键合技术AlGaInP和AlGaInN基二极管外延片所用的衬底分别为GaAs和蓝宝石，它们的导热性能都较差。为了更有效的散热和降低结温，可通过减薄衬底或去掉原来用于生长外延层的衬底，然后将外延层键合转移倒导电和导热性能良好热导率大的衬底上，如铜、铝、金锡合金、氮化铝等。

键合可用合金焊料如AuSn、PbSn、In等来完成。Si的热导率比GaAs和蓝宝石都好，而且易于加工，价格便宜，是功率型芯片的首选材料。

2001年，Cree推出的新一代XBTM系列背面出光的功率型芯片，其尺寸为0.9mm x0.9mm，顶部引线键合垫处于中央位置，采用"米"字形电极使注入电流能够较为均匀的扩展，底部采用AuSn合金将芯片倒装焊接在管壳底盘上，具有较低的热阻，工作电流400 mA时，波长405和470 nm的输出光功率分别为250 mW和150 mW。3）倒装芯片技术AlG