GaN基倒裝LED芯片具有低熱阻、大電流、低封裝成本、密排列等優(yōu)勢,可用于高功率和高可靠性要求的光源,一直備受業(yè)界青睞。近年來,采用倒裝結(jié)構(gòu)的GaN基紫外LED正在逐步替代汞燈,應(yīng)用于紫外光固化、防偽檢測、醫(yī)學(xué)光療、熒光分析、殺菌消毒、空氣和水凈化等領(lǐng)域,具有重要的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。目前紫外倒裝LED芯片的外量子效率受多種材料和器件因素影響,還與藍光倒裝LED存在較大差距。本論文針對提高GaN基藍光和近紫外倒裝LED芯片的外量子效率和器件可靠性,提出了新穎的器件結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案,在芯片制備工藝方面做了大量探索和優(yōu)化,部分研究的芯片技術(shù)不僅適用于藍光倒裝LED芯片,也適用于紫外倒裝LED芯片。本論文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:（1）設(shè)計和制備具有寬反射帶、反射率大于95%的TiO₂/SiO₂分布式布拉格反射鏡,由三個波段分布式布拉格反射鏡級聯(lián)而成。采用ITO透明電極和寬反射帶分布式布拉格反射鏡組合作為GaN基藍光倒裝LED芯片的反射鏡,對比了和采用Ag反射鏡的傳統(tǒng)GaN基藍光倒裝LED芯片的光電性能,采用寬反射帶分布式布拉格反射鏡的倒裝... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

三種LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖(a)正裝芯片，(b)倒裝芯片和(c)垂直芯片

可以在大電流下工作。此外倒裝LED芯片封裝無需打金線，簡化封裝流程，提高封裝效率，降低封裝端的成本投入。相對與正裝芯片和垂直芯片，倒裝芯片無需打金線，還能在電路板上高密度排列，如圖1-2。正裝LED芯片的最高排列密度是P0.8（芯片間距0.8mm），倒裝芯片的點間距最小可以達到0.03mm。這種密排列的倒裝LED芯片，又叫micro LED[31, 32]，相對于OLED和LCD，micro LED的優(yōu)勢明顯，其低能耗、高亮度、壽命長、反應(yīng)時間短，近幾年成為GaN基倒裝LED芯片領(lǐng)域新的研究熱點，未來會廣泛應(yīng)用于顯示領(lǐng)域

學(xué)鍍膜設(shè)備所制備的介質(zhì)DBR具有很好平整度，但在倒裝LED中DBR會包覆n區(qū)臺階，如何確保DBR和外延層很好貼合，不在臺階處發(fā)生斷裂也具有工藝難度。（2）電極和焊盤互連。倒裝LED芯片制備中經(jīng)過多次金屬蒸鍍過程，如圖1-3所示，第一層p、n電極為p-pad1、n-pad1，分別與ITO、n-GaN形成歐姆接觸。第二層金屬電極為p-pad2和n-pad2，用作倒裝焊盤。第一層金屬和第二層金屬通過貫穿絕緣層的通孔相連接。圖1-3 倒裝芯片的布線示意圖(a)絕緣層開孔角度傾斜 (b)絕緣層開孔角度垂直由刻蝕形成的絕緣層通孔角度很重要，刻蝕斜邊和水平方向夾角需要控制在45度以內(nèi)，如圖1-3(a)保證電極和焊盤層能夠順利連接。如果通孔刻蝕角度過于垂直，蒸鍍焊盤金屬層不能很好的覆蓋通孔側(cè)壁。如圖1-3(b)所示，焊盤和電極在通孔處連接不良

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Enhanced Luminescence of InGaN-Based 395 nm Flip-Chip Near-Ultraviolet Light-Emitting Diodes with Al as N-Electrode[J]. 徐瑾,張偉,彭孟,戴江南,陳長清.  Chinese Physics Letters. 2017(07)

博士論文
[1]局域表面等離激元增強AlGaN基紫外探測器的研究[D]. 張偉.華中科技大學(xué) 2016



本文編號：2958409