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LED的发光有源层??PN结是如何制成的?哪些是常用来制造LED的半导体材料?

LED的实质性结构是半导体PN结。PN结就是指在一单晶中,具有相邻的P区和N区的结构,它通常在一种导电类型的晶体上以扩散、离子注入或生长的方法产生另一种导电类型的薄层来制得的。

常用来制造LED半导体材料主要有申化家、磷化家、家铝申、磷申化家、铟家氮、铟家铝磷等Ⅲ?Ⅴ族化合物半导体材料,其它还有Ⅳ族化合物半导体碳化硅,Ⅱ?Ⅵ族化合物硒化锌等。



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视频作者:马鞍山杰生半导体有限公司






我们平常所见到的电子芯片,比如arm芯片、ASIC芯片、FGPA芯片等,跟LED芯片主要有什么区别?LED芯片是不是只是把一大堆能发光的二极管布在晶圆上呢?LED芯片有没有28nm、14nm这样的制程的说法呢?

蕞大的不同是:1,材料不一样,前者为硅基,后者为三五族化合物;2,前者是集成器件,后者是分立器件;3,后者对材料缺陷率要求更高。


电子芯片长在硅衬底上,中间各种光刻、刻蚀、掺杂、长膜、氧化等都以硅或二氧化硅材料为主;而LED长在蓝宝石(Al2O3)、SiC或Si衬底上,缓冲层后长成后,再长N型GaN层和P型GaN层,中间一层多量i子阱发光层。电流经过PN结时因为电势能的变化将多余的能量以光的形式散发出去,不同的电势能差则光的能量也有不同,表现就是不同的发光颜色(如蓝光、红光LED,红光能量低技术简单,很多年以前就出来了;蓝光LED能量高,难度大。蓝光LED激发黄色荧光粉可产生白光)





LED芯片组成及发光

LED晶片的组成:主要有申(AS)铝(AL)家(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Si)这几种元素中的若干种组成。

LED晶片的分类:

1、按发光亮度分:

A、一般亮度:R、H、G、Y、E等

B、高亮度:VG、VY、SR等

C、超高亮度:UG、UY、UR、UYS、URF、UE等

D、不可见光(红外线):R、SIR、VIR、HIR

E、红外线接收管:PT

F、光电管:PD

2、按组成元素分:

A、二元晶片(磷、家):H、G等

B、三元晶片(磷、家、申):SR、HR、UR等

C、四元晶片(磷、铝、家、铟):SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG