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LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱LED,，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。 它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。由于具有容易控制、低壓直流驅(qū)動、組合后色彩表現(xiàn)豐富、使用壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于城市各工程中、大屏幕顯示系統(tǒng)。LED可以作為顯示屏，在計算機(jī)控制下，顯示色彩變化萬千的視頻和圖片。 LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體。
LED外延片工藝流程：
近十幾年來，為了開發(fā)藍(lán)色高亮度發(fā)光二極管，世界各地相關(guān)研究的人員無不全力投入。而商業(yè)化的產(chǎn)品如藍(lán)光及綠光發(fā)光二級管LED及激光二級管LD的應(yīng)用無不說明了III－V族元素所蘊藏的潛能。在目前商品化LED之材料及其外延技術(shù)中，紅色及綠色發(fā)光二極管之外延技術(shù)大多為液相外延成長法為主，而黃色、橙色發(fā)光二極管目前仍以氣相外延成長法成長磷砷化鎵GaAsP材料為主。
一般來說，GaN的成長須要很高的溫度來打斷NH3之N-H的鍵解，另外一方面由動力學(xué)仿真也得知NH3和MO Gas會進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生沒有揮發(fā)性的副產(chǎn)物。
LED外延片工藝流程如下：
襯底 - 結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 緩沖層生長 - N型GaN層生長 - 多量子阱發(fā)光層生 - P型GaN層生長 - 退火 - 檢測（光熒光、X射線） - 外延片
外延片- 設(shè)計、加工掩模版 - 光刻 - 離子刻蝕 - N型電極（鍍膜、退火、刻蝕） - P型電極（鍍膜、退火、刻蝕） - 劃片 - 芯片分檢、分級
具體介紹如下：
固定：將單晶硅棒固定在加工臺上。
切片：將單晶硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄硅片。此過程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋，產(chǎn)生廢水和硅渣。
退火：雙工位熱氧化爐經(jīng)氮氣吹掃后，用紅外加熱至300~500℃，硅片表面和氧氣發(fā)生反應(yīng)，使硅片表面形成二氧化硅保護(hù)層。
倒角：將退火的硅片進(jìn)行修整成圓弧形，防止硅片邊緣破裂及晶格缺陷產(chǎn)生，增加磊晶層及光阻層的平坦度。此過程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋，產(chǎn)生廢水和硅渣。
分檔檢測：為保證硅片的規(guī)格和質(zhì)量，對其進(jìn)行檢測。此處會產(chǎn)生廢品。
研磨：用磨片劑除去切片和輪磨所造的鋸痕及表面損傷層，有效改善單晶硅片的曲度、平坦度與平行度，達(dá)到一個拋光過程可以處理的規(guī)格。此過程產(chǎn)生廢磨片劑。
清洗：通過有機(jī)溶劑的溶解作用，結(jié)合超聲波清洗技術(shù)去除硅片表面的有機(jī)雜質(zhì)。此工序產(chǎn)生有機(jī)廢氣和廢有機(jī)溶劑。
RCA清洗：通過多道清洗去除硅片表面的顆粒物質(zhì)和金屬離子。
具體工藝流程如下：
SPM清洗：用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液，SPM溶液具有很強(qiáng)的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液，并將有機(jī)污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有機(jī)污物和部分金屬。此工序會產(chǎn)生硫酸霧和廢硫酸。
DHF清洗：用一定濃度的氫氟酸去除硅片表面的自然氧化膜，而附著在自然氧化膜上的金屬也被溶解到清洗液中，同時DHF抑制了氧化膜的形成。此過程產(chǎn)生氟化氫和廢氫氟酸。
APM清洗： APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液組成，硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（約6nm呈親水性），該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒和金屬也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。此處產(chǎn)生氨氣和廢氨水。 HPM清洗：由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例組成的HPM，用于去除硅表面的鈉、鐵、鎂和鋅等金屬污染物。此工序產(chǎn)生氯化氫和廢鹽酸。
DHF清洗：去除上一道工序在硅表面產(chǎn)生的氧化膜。 磨片檢測：檢測經(jīng)過研磨、RCA清洗后的硅片的質(zhì)量，不符合要求的則從新進(jìn)行研磨和RCA清洗。
腐蝕A/B：經(jīng)切片及研磨等機(jī)械加工后，晶片表面受加工應(yīng)力而形成的損傷層，通常采用化學(xué)腐蝕去除。腐蝕A是酸性腐蝕，用混酸溶液去除損傷層，產(chǎn)生氟化氫、NOX和廢混酸；腐蝕B是堿性腐蝕，用氫氧化鈉溶液去除損傷層，產(chǎn)生廢堿液。本項目一部分硅片采用腐蝕A，一部分采用腐蝕B。 分檔監(jiān)測：對硅片進(jìn)行損傷檢測，存在損傷的硅片重新進(jìn)行腐蝕。
粗拋光：使用一次研磨劑去除損傷層，一般去除量在10~20um。此處產(chǎn)生粗拋廢液。
精拋光：使用精磨劑改善硅片表面的微粗糙程度，一般去除量1 um以下，從而的到高平坦度硅片。產(chǎn)生精拋廢液。
檢測：檢查硅片是否符合要求，如不符合則從新進(jìn)行拋光或RCA清洗。 檢測：查看硅片表面是否清潔，表面如不清潔則從新刷洗，直至清潔。
包裝：將單晶硅拋光片進(jìn)行包裝。
芯片到制作成小芯片之前，是一張比較大的外延片，所以芯片制作工藝有切割這快，就是把外延片切割成小芯片。它應(yīng)該是LED制作過程中的一個環(huán)節(jié)
LED晶片的作用：
LED晶片為LED的主要原材料，LED主要依靠晶片來發(fā)光。
LED晶片的組成：主要有砷(AS)鋁(AL)鎵(Ga)銦(IN)磷(P)氮(N)鍶(Si)這幾種元素中的若干種組成。
LED晶片的分類
1、按發(fā)光亮度分：
A、一般亮度：R、H、G、Y、E等
B、高亮度：VG、VY、SR等
C、超高亮度：UG、UY、UR、UYS、URF、UE等
D、不可見光(紅外線)：R、SIR、VIR、HIR
E、紅外線接收管：PT
F、光電管：PD
2、按組成元素分：
A、二元晶片(磷、鎵)：H、G等
B、三元晶片（磷、鎵、砷）：SR、HR、UR等
C、四元晶片(磷、鋁、鎵、銦)：SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG
LED晶片特性表：
LED晶片型號發(fā)光顏色組成元素波長（nm）晶片型號發(fā)光顏色組成元素波長（nm）
SBI藍(lán)色lnGaN/sic 430 HY超亮黃色AlGalnP 595
SBK較亮藍(lán)色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610
DBK較亮藍(lán)色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620
SGL青綠色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620
DGL較亮青綠色LnGaN/GaN 505 URF最亮紅色AlGalnP 630
DGM較亮青綠色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635
PG純綠GaP 555 R紅色GAaAsP 655
SG標(biāo)準(zhǔn)綠GaP 560 SR較亮紅色GaA/AS 660
G綠色GaP 565 HR超亮紅色GaAlAs 660
VG較亮綠色GaP 565 UR最亮紅色GaAlAs 660
UG最亮綠色AIGalnP 574 H高紅GaP 697
Y黃色GaAsP/GaP585 HIR紅外線GaAlAs 850
VY較亮黃色GaAsP/GaP 585 SIR紅外線GaAlAs 880
UYS最亮黃色AlGalnP 587 VIR紅外線GaAlAs 940
UY最亮黃色AlGalnP 595 IR紅外線GaAs 940
其它：
1、LED晶片廠商名稱：A、光磊（ED） B、國聯(lián)（FPD）C、鼎元（TK）D、華上（AOC）E、漢光（HL） F、AXT G、廣稼。2、LED晶片在生產(chǎn)使用過程中需注意靜電防護(hù)。
LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實時、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場實況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。
[編輯本段]LED特點
LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。
體積小
LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。
耗電量低
LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。
使用壽命長
在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，LED的使用壽命可達(dá)10萬小時。
高亮度、低熱量
比HID或白熾燈更少的熱輻射。
環(huán)保
LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。紅光LED含有大量的As（砷），劇毒
堅固耐用
LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，這些特點使得LED可以說是不易損壞的。
可控性強(qiáng)
可以實現(xiàn)各種顏色的變化。
led光源的特點
1、電壓： led使用低壓電源，供電電壓在6-24v之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。
2、效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%
3、適用性：很小，每個單元 led小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境
4、穩(wěn)定性： 10萬小時，光衰為初始的50%
5、響應(yīng)時間：其白熾燈的響應(yīng)時間為毫秒級， led燈的響應(yīng)時間為納秒級
6、對環(huán)境污染：無有害金屬汞
7、顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時為紅色的 led，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色
8、價格：led的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只led的價格就可以與一只白熾燈的價格相當(dāng)，而通常每組信號燈需由上300～500只二極管構(gòu)成
[編輯本段]LED分類
1、按發(fā)光管發(fā)光顏色分
按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。
根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。
2、按發(fā)光管出光面特征分
按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。
由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。
從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類：
（1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。
（2）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。
（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。
3、按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分
按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。
4、按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分
按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。
除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。