Si襯底設計的功率型GaN基LED制造技術
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注：測試條件為350 mA直流，Ta=25℃恒溫。
3.2 Si襯底LED封裝
根據(jù)LED的光學結(jié)構(gòu)及芯片、封裝材料的性能，建立了光學設計模型和軟件仿真手段，優(yōu)化了封裝的光學結(jié)構(gòu)設計。通過封裝工藝技術改進，減少了光的全反射，提高了產(chǎn)品的取光效率。改進導電膠的點膠工藝方式，并對裝片設備工裝結(jié)構(gòu)與精度進行了改進，采用電熱隔離封裝結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的熱沉設計，降低了器件熱阻，提高了產(chǎn)品散熱性能。采用等離子清洗工藝，改善了LED封裝界面結(jié)合及可靠性。針對照明應用對光源的光色特性的不同要求，研究暖白、日光白、冷白光LED顏色的影響因素：芯片參數(shù)、熒光粉性能、配方、用量，并通過改進熒光膠涂覆工藝，提高了功率LED光色參數(shù)的控制能力，生產(chǎn)出與照明色域規(guī)范對檔的產(chǎn)品。藍光和白光LED封裝測試結(jié)果見表2。表中：φ為光通量；K為光效；P為光功率；R為熱阻；μ為光衰；I為飽和電流。
4 結(jié)語
Si襯底的GaN基LED制造技術是國際上第三條LED制造技術路線，是LED三大原創(chuàng)技術之一，與前兩條技術路線相比，具有四大優(yōu)勢：第一，具有原創(chuàng)技術產(chǎn)權，產(chǎn)品可銷往國際市場，不受國際專利限制。第二，具有優(yōu)良的性能，產(chǎn)品抗靜電性能好，壽命長，可承受的電流密度高。第三，器件封裝工藝簡單，芯片為上下電極，單引線垂直結(jié)構(gòu)，在器件封裝時只需單電極引線，簡化了封裝工藝，節(jié)約了封裝成本。第四，由于Si襯底比前兩種技術路線使用的藍寶石和SiC價格便宜得多，而且將來生產(chǎn)效率更高，因此成本低廉。經(jīng)過三年的科技攻關，課題申請發(fā)明專利12項、實用新型專利7項，該技術成功突破了美國、日本多年在半導體發(fā)光芯片(LED)方面的專利技術壁壘，打破了目前日本日亞公司壟斷藍寶石襯底和美國CREE公司壟斷SiC襯底半導體照明技術的局面，形成了藍寶石、SiC、Si襯底半導體照明技術方案三足鼎立的局面。因此采用Si襯底GaN的LED產(chǎn)品的推出，對于促進我國擁有知識產(chǎn)權的半導體LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重大意義。
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