外延片的生长工艺有很多流程,需要很多高菁尖设备,生长出来的外延片直接决定了 LED 的波长、亮度、正向电压等主要的光电参数。外延片的生长基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石、SiC 碳化硅、Si 硅)上,气态物质 In Ga Al P(铟 家 铝 磷) 有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。
目前主要的外延片衬底材料有蓝宝石、碳化硅和硅。不同的衬底材料有不同的光电特性,价格差别也很大。外延片制造过程如下:
先把晶棒切片,切片需要注意晶面的结晶方向、晶片的厚度、晶面的斜度和曲度;切片后为了防止晶片边缘碎裂、防止热应力集中以及增加外延层的平坦度 需要把晶边磨圆,然后还需要蚀刻(shí kè),蚀刻的目的在于把前面机械加工所造成的损伤给去掉,蚀刻需要用到晶片研磨机;下一步需要将晶片置于炉管中施以惰性气体加热30分钟至一小时,再在空气中快速冷却,可以将所有氧杂质去除,这样晶片的电性(阻值)仅由载流子杂质来控制,从而稳定电阻,这一步需要使用到高温快速热处理设备;然后使用抛光机再给晶片抛光;再然后就是使用晶片清洗机来清洗晶片,用RCA溶液(双i氧水+氨水或又氧水+盐酸),将前面工序所形成的污染清除,蕞后在无尘环境中严格检查晶片表面的洁净度、平坦度确保符合规格要求,蕞后包装到特殊的容器中保存。
2003年6月中国科技部首i次提出我国发展半导体照明,标志着我国半导体照明项目正式启动。
2006年的“十一五”将半导体照明工程作为国家的一个重大工程进行推动,在国家政策和资金的倾斜支持下,2010年我国LED产业规模超1500亿元。
2011年国家发改委正式发布中国淘汰白炽灯的政府公告及路线图,明确提出2016年将全i面禁止白炽灯的销售。2011年至2016年为淘汰白炽灯的过渡期,同时也是LED照明行业的快速发展期。
中国LED产业起步阶段,芯片主要依赖进口。近年来,在国家政府政策支持下,我国LED芯片厂商加大研发投入,国内LED芯片行业发展迅速,产能逐渐向中国大陆转移,2017年国内LED芯片供过于求苗头初现,主流芯片厂开始转向高i端产能并进行扩产。
二次封装LED主要可用于以下几个方面:
(1)应用于广场、公园地下 由于二次封装LED防护等级达到高的IP68,可用于地下、水下等恶劣环境,被广泛的应用于广场、公园、河道等场所的景观用灯。如武汉的江滩公园玻璃广场地下景观及显示屏照明、杭州西城广场地下灯光带、鄂尔多斯草坪造型照明、诸暨浦阳江河道照明等。照明设计师在设计广场、公园、河道等场所照明时,可以利用二次封装LED该特性,改变传统景观照明设计的局限性,创意出更好的景观照明作品。
(2)应用于桥梁照明 因二次封装LED点光源外形超薄、材质透明、体积小、重量轻、软线连接的特点,当在桥梁上使用时,与传统的LED数码管和传统的LED点光源相比,不会破坏桥梁的白天效果,非常适合像桥梁这种安装维护难度较高的环境。如:青岛丹山大桥、绍兴常禧桥、南通怡桥。
(3)应用于楼体轮廓及立面幕墙 以往幕墙照明是一个难以解决的灯照明设计课题,二次封装LED的面世,了这一难题,其安装灵活、防水性好、安全节能,是幕墙节点安装的理想灯具。利用电脑控制,设计成广告显示屏形式,既可以作为外墙景观照明的一部分,也可以作为广告显示屏使用。