提高芯片发光强度与出光效率方法-芯片制造过程

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LED的亮度主要取决于外延方法和外延质量好坏，在芯片制造过程中采取不同的方法也可提高一些光强即提高外量子效率，但是程度有限。现在使用最广泛的方法是进行表面粗化工艺。粗化的原理是增加发光面积。该方法适用于黄，绿，普红，普黄。等GaPa基材的外延片，另外红外LED也可采用该方法。这种方法一般可以提高30%。

目前通过工艺和结构上的改进可以提高芯片的出光效率，归纳起来有如下几种有效方法：

01

透明衬底技术

通常LED的衬底用GaAs材料，但GaAs是一种吸光材料，LED发出的光会被它吸收，降低出光效率。为此，在外延成PN结后，用腐蚀的方法GaAs衬底去除，然后在高温条件下将能透光的GaP粘贴上去做衬底，使PN结射出光通过金属底板反射出去，提高出光效率。

这种方法在制作InGaAlP四元芯片时，在去除GaAs衬底后先用粘贴方法制作一层金属镜面反光层，然后再粘贴基板，这样使射向衬底的光放射到出光面，使芯片出光效率提高。

02

芯片表面粗化法

由于GaN的折射系数η1=2.3，与空气折射系数η1=1相差较大，其余反射临界角仅为25°，使大部分光不能逸出到空气中去，出光效率较低。为此，通过改变GaN与空气的介面的几何形状，使全反射临界角增大，提高出光效率，这就是通过芯片表面粗化的方法来实现。

03

芯片倒梯形结构

当前行业有一芯片采用倒梯形结构后也提高了光强，如下图。由于这种结构的芯片其边缘部分的全反射临界角增大，光子逸出率提高，并能从碗腔射出，提高光强和出光效率。

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来源：芯显视

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