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氮化鎵基發光二極體晶元設計與製造技術

為了解決micro led發展的問題，作者周聖軍劉勝 這樣論述：

基於作者多年從事GaN基LED晶片設計與製造技術的研究成果和產業化經驗，從理論和實踐兩個方面分別論述了GaN基LED晶片的設計與製造技術。   《氮化鎵基發光二極體晶片設計與製造技術》共10章，內容包括：LED的發展歷史與研究現狀，LED工作原理與LED光學、電學和色度學參數，壓電極化與量子限制斯塔克效應，藍光/綠光/紫外LED外延結構設計與材料生長，LED晶片製造工藝，LED晶片電流擴展特性，水準結構/倒裝結構/高壓LED晶片設計和製造，LED晶片失效機理與可靠性分析，以及新型LED器件。 第1章 緒論 1 1.1 LED發展歷史 1 1.2 LED國內外研究現狀 4 1

.2.1 LED外延生長技術與襯底材料 4 1.2.2 LED晶片結構研究現狀 16 1.2.3 LED晶片光提取效率研究現狀 21 參考文獻 35 第2章 LED基本原理 46 2.1 LED工作原理 46 2.2 輻射複合與非輻射複合 48 2.3 內量子效率與外量子效率 49 2.3.1 內量子效率 49 2.3.2 光提取效率 53 2.3.3 外量子效率 55 2.4 LED的特性參數 56 2.4.1 LED的光學參數 56 2.4.2 LED的色度學參數 59 2.4.3 LED的電學參數 63 2.4.4 LED的熱學參數 66 2.5 歐姆接觸電極 66 2.5.1 歐姆接

觸簡介 66 2.5.2 歐姆接觸原理 67 2.5.3 歐姆接觸的測量 69 2.5.4 金屬與p-AlGaN和p-GaN接觸特性 72 2.6 極化電場與量子限制斯塔克效應 80 2.6.1 InN、GaN和AlN的晶體結構和極性 80 2.6.2 自發極化與壓電極化 82 2.6.3 量子限制斯塔克效應 87 參考文獻 89 第3章 LED外延結構設計與材料生長 94 3.1 Ⅲ族氮化物晶體結構 94 3.2 GaN外延測試分析與表徵手段 97 3.2.1 原子力顯微鏡 97 3.2.2 掃描電子顯微鏡 98 3.2.3 透射電子顯微鏡 98 3.2.4 光致發光 99 3.2.5 電

致發光 99 3.2.6 陰極螢光 100 3.2.7 霍爾測試 101 3.2.8 拉曼散射 101 3.2.9 高分辨X射線衍射 102 3.3 GaN基LED外延生長 104 3.3.1 薄膜生長模式 104 3.3.2 MOCVD兩步法生長GaN 105 3.3.3 GaN基藍光LED 106 3.3.4 GaN基綠光LED 113 3.3.5 GaN基紫外LED 142 參考文獻 166 第4章 LED晶片製造工藝 179 4.1 光刻工藝 179 4.1.1 LED外延片清洗 179 4.1.2 塗膠 180 4.1.3 軟烘 180 4.1.4 曝光和顯影 180 4.2 刻蝕

工藝 181 4.2.1 藍寶石襯底的刻蝕 181 4.2.2 ITO材料的刻蝕 185 4.2.3 SiO2材料的沉積與刻蝕 188 4.2.4 GaN材料的刻蝕 190 4.2.5 ICP工藝參數對GaN刻蝕影響 195 4.3 薄膜澱積與退火工藝 215 4.4 藍寶石襯底背減薄和拋光工藝 218 4.4.1 工藝流程 219 4.4.2 工藝優化 220 4.5 藍寶石襯底剝離技術 222 4.5.1 鐳射剝離技術 222 4.5.2 化學剝離技術 223 4.5.3 機械剝離技術 225 4.5.4 複合剝離技術 226 4.6 工藝集成 227 參考文獻 232 第5章 LED晶

片電流擴展特性 238 5.1 電流聚集效應 238 5.1.1 電流擴展路徑 238 5.1.2 電流擴展模型 240 5.1.3 電流聚集效應對LED晶片光提取效率的影響 243 5.2 電-熱耦合模擬模型 248 5.2.1 LED晶片有源區一維特性 248 5.2.2 LED晶片三維電流擴展特性 250 5.2.3 LED晶片中熱的產生和傳遞 251 5.3 電流擴展模擬分析 253 5.3.1 SlimuLED軟體介紹 253 5.3.2 藍光LED晶片電流擴展模擬 253 5.3.3 紫外LED晶片電流擴展模擬 258 參考文獻 266 6章 高效率水準結構LED晶片 269 6

.1 藍寶石圖形襯底技術 269 6.2 側壁空氣間隙結構 271 6.3 側壁波浪狀微結構 275 6.4 圖形化ITO 276 6.5 電流阻擋層 287 6.6 圖形化電流阻擋層 294 6.7 低光損失電極結構 298 6.8 金屬線網格透明導電電極 301 6.9 底部反射鏡 306 參考文獻 313 第7章 倒裝結構LED晶片 319 7.1 倒裝LED晶片電極結構優化設計 319 7.1.1 倒裝LED晶片電極結構 319 7.1.2 倒裝LED晶片電流擴展模擬 320 7.2 高反射率低阻p型歐姆接觸電極 323 7.2.1 Ni/Ag 323 7.2.2 ITO/DBR 3

28 7.2.3 Ni/Ag和ITO/DBR對比 338 7.2.4 Ag/TiW和ITO/DBR對比 342 參考文獻 348 第8章 高壓LED晶片 352 8.1 高壓直流LED晶片 353 8.1.1 高壓直流LED工作原理 353 8.1.2 LED單胞陣列佈局方式優化設計 353 8.1.3 LED單胞間光子耦合傳播機制 356 8.2 高壓交流LED晶片 359 8.2.1 高壓交流LED工作原理 359 8.2.2 惠斯通電橋結構高壓交流LED晶片 360 8.3 高壓直流/交流LED晶片光電性能 362 參考文獻 365 第9章 LED晶片失效機理與可靠性分析 368 9

.1 位元錯對LED晶片可靠性的影響 368 9.2 結溫對大功率LED晶片光衰的影響 373 9.3 LED晶片正向/反向漏電流 376 9.3.1 LED晶片漏電流簡介 376 9.3.2 LED晶片正向漏電流產生機理 382 9.3.3 LED晶片反向漏電流產生機理 385 9.3.4 反向漏電流與LED可靠性 395 9.3.5 加速壽命試驗 396 9.4 p-GaN粗化與電極焊盤色差 398 參考文獻 404 第10章 新型LED器件 408 10.1 Micro-LED晶片 408 10.2 納米柱LED 413 10.3 偏振光LED 416 10.4 半極性/非極性LED

421 參考文獻 423

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Micro LED智慧財產權專利之研究與分析

為了解決micro led發展的問題，作者宋秉耘 這樣論述：

由於時代的進步，人們開始重視質感的享受，隨著顯示器的發展，面板業著的行銷策略將不再只是著重於銷售與購買的關係，轉而更重視質感的享受，進而提升顯示器的產品價值。而微發光二極體（Micro Light Emitting Diode，Micro LED）之研究發展近幾年在世界各國間蓬勃發展，其特點有高亮度、低功耗及反應時間快等特點，且無需背光源，可應用在穿戴式的裝置、手機、車用顯示幕及電視，還可適用於透明顯示器、擴增實境/虛擬實境等需要高透明度、高效率、微型晶粒特性的獨特市場。 以專利保護發明，在研發創新的同時作好專利的佈局，透過專利分析法對Micro LED進行研究分析，找出Mic

ro LED技術領域的發展現況、市場需求分析、未來趨勢及專利的應用，透過M-Trends 專利分析平台針對Micro LED 進行專利趨勢分析，本次研究結果顯示2009-2019 年間有2,938 件專利申請件數，在2013年開始急速激增，2014年之後躍入「成長期」，主要原因是來自於APPLE收購新創公司LuxVue之後，並且展現出對於Micro LED顯示技術的信心，進而帶動其他業者及新創公司的加速投入資源研發。2018 年達到最高峰，2015~2018 年間最為蓬勃發展，到2019年專利申請數量有明顯減少的原因可能為現階段在技術能力方面碰到了瓶頸，並非被市場給淘汰，可由後續在這項領域研究

人員持續觀察。 台灣在Micro LED專利申請上，僅次於日本、韓國、中國，排名第四，表示台灣在專利競爭上面仍有優勢，在未來的發展業界、政府、學術及研究機構如能努力共組國家隊，台灣 Micro LED 產業競爭力將能有效發揮，而Micro LED 相關專利的取得則能在其背後助一臂之力。