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led 屏厂家 led 显示屏厂家深圳 led 屏厂家余亮 ********** 深圳市雷迪森股份有限公司 Led 屏中所用的蓝色与绿色芯片解析: LED 的工作原理是在正向导通的情况下,注入二极管 P/N 节区的电子和空穴相遇复合,将电势能转换为光能。所发出光子的波长(也就是光的颜色)是由半导体的能带宽度决定的, 通俗地讲, 半导体能带宽度越宽, 发出的光子能量越大, 对应的波长越短, 简单的换算关系是:( nm)。当前蓝、绿光 LED 器件的材料基础是 III 族氮化物半导体, 也就是 GaN 为主, InN 、 AlN 为辅的四元 AlGaInN 合金体系, 目前, 绝大部分蓝、绿光 LED 芯片的量子阱发光层材料是由 InxGa1-xN 合金和 GaN 组成的,由于 InxGa1-xN 合金的能带宽度随着 InN 的比例 x 变化,可以在 (对应 GaN 的能带宽度)和 (对应 InN 的能带宽度)调整,所以理论上这个材料体系可以覆盖整个可见光光谱区域。但是, 目前的材料制备技术是基于 GaN 晶体的外延层生长技术, 只能生长含 InN 组份较低的合金材料。 InxGa1-xN 合金在 InN 的组份 x>15% 以后,晶体质量急剧下降。实际上,目前工业界的技术水平通常做到蓝光芯片的电光转换效率大约是绿光的 2 倍,就是因为前者的 InN 组份远小于后者,绿光器件中 InN 的组份估计已经在 30% 以上( InGaN 合金材料精确组份的测定目前在学术界还是一个疑难科学问题) 。也就是说,目前的技术还很难通过继续增加 InN 的组份,使得 InGaN 合金器件能高效率地发出红光。但值得庆幸的是,早在上个世纪 90 年代, III 族磷化物体系(也通常表述为四元体系, AlGaInP )已经成为红、黄光 LED 器件成熟的材料基础。这两个材料体系的基本物理特征以及其所含元素在周期表中的位置。 III 族氮化物半导体材料目前工业化制备是通过金属有机物化学气相沉积( anic chemical vapor deposition, MOCVD )来实现的。该技术的基本原理是通过在密闭化学反应腔中引入高纯度的金属有机源( MO 源)和氨气( NH3 ) ,使其在加热的衬底基板(一般选择蓝宝石做衬底)上生长出高质量的晶体。基本化学反应式是: Ga( CH3 ) 3+NH3 → GaN+CH4. 通常 GaN 晶体是六方状的纤锌矿结构, 基本的物理特性如表 2 所示。需要特别指出的有两点:(1) GaN 的能带宽度在常温 300K 时,等于 , 是非常难得的宽禁带半导体材料, 如果发光, 对应的光子波长应该是, 属于紫外光;(2) GaN 的 p- 型掺杂非常困难, 目前可以达到的载流子浓度比 n- 型掺杂低将近两个数量级,电阻很大。这个特性对其器件的设计提出了特殊的要求,这一点在随后介绍 LED 器件结构时将提到。 GaN 与它同族的 AlN 和 InN 的物理属性差异非常显着,表 3 给出了具体的比对。在晶体生长过程中, GaN 晶体的取向和蓝宝石衬底的晶面选择有着密切关系。当前,工业化生长 GaN 晶体一般都取 c- 面的蓝宝石作为衬底基板, GaN 晶体生长与衬底晶体取向会保持一个固定的配位关系( 这也就是“外