半导体照明技术技能人才培养系列丛书 LED器件与工艺技术
出版时间：2015年版
内容简介
为满足培养面向半导体照明上游产业外延、芯片研发和工程应用型人才的需要，本书以LED外延和芯片技术为重点，结合LED外延结构设计方法，贴近LED芯片结构的的制造工艺技术，给出了完整的LED从外延生长、芯片制备和封装技术的知识体系。全书包括三个部分。**部分是外延技术，包括LED材料外延生长技术原理和设备、半导体材料检测技术、蓝绿光LED外延结构设计与制备、黄红光LED外延结构设计与制备。第二部分是芯片技术，包括LED芯片结构及制备工艺、蓝绿光LED芯片高光提取技术、红黄光LED芯片结构设计与制备工艺，从LED芯片制备基本工艺技术到整体工艺流程，以及先进的高光效结构设计，涵盖了GaN和AlGaInP两个材料系的芯片结构特性及制备过程，介绍了高压LED结构及制备技术。第三部分是LED封装技术， 从封装的目的、光学设计和热学设计方面对封装技术进行了介绍。
目录
第1章 LED材料外延与检测技术 1
1.1 LED外延基础知识 1
1.1.1 LED的外延结构 1
1.1.2 LED的外延生长基本知识 2
1.2 MOCVD技术基本背景 4
1.2.1 MOCVD技术的背景知识 4
1.2.2 MOCVD外延生长中的基本机制和原理 5
1.3 MOCVD设备简介 9
1.3.1 原材料气源供应系统 9
1.3.2 MOCVD反应室分系统 12
1.3.3 MOCVD设备的其他功能子系统 16
1.4 MOCVD源材料 19
1.4.1 金属有机化合物源（MO源） 19
1.4.2 气体源（氢化物、载气） 22
1.4.3 衬底 24
1.5 氮化物LED材料的检测技术 27
1.5.1 高分辨X射线检测技术 27
1.5.2 光致发光测试技术 31
1.5.3 霍尔测试技术 34
1.5.4 电容电压测试技术 36
1.5.5 AFM和TEM检测技术 38
参考文献 42
第2章 蓝绿光LED外延结构设计与制备 46
2.1 氮化物半导体材料的性质 46
2.1.1 氮化物材料的基本性质 46
2.1.2 氮化物材料中的极化电场 49
2.2 氮化物LED的能带结构 52
2.2.1 pn结的能带结构 52
2.2.2 量子阱能带结构 57
2.3 氮化物LED多量子阱的设计及生长 61
2.3.1 极化电场对量子阱能带的影响 62
2.3.2 量子垒设计及其对载流子输运的影响 62
2.3.3 量子阱设计及其对载流子分布的影响 64
2.3.4 多量子阱界面的优化生长 66
2.4 氮化物LED电子阻挡层及p型层的设计 68
2.4.1 电子阻挡层的电子限制作用 68
2.4.2 电子阻挡层对空穴注入的影响 70
2.4.3 p-GaN层的优化生长 72
参考文献 73
第3章 红黄光LED外延生长技术 75
3.1 红光LED材料及LED基本结构 75
3.1.1 LED外延材料选取的原则 75
3.1.2 红光LED外延材料——AlGaInP的性质 76
3.1.3 红光LED基本外延结构 78
3.2 红光LED的材料外延 79
3.2.1 红光LED材料外延的工艺设计 79
3.2.2 有源区材料的外延 82
3.2.3 限制层材料的外延 84
3.2.4 窗口层材料的外延 86
3.3 共振腔LED结构与外延 88
3.3.1 共振腔LED结构及设计 88
3.3.2 650nm共振腔LED外延 91
3.3.3 650nm共振腔LED芯片工艺 93
参考文献 94
第4章 LED芯片结构及制备工艺 96
4.1 芯片制造基础工艺 96
4.1.1 蒸镀工艺 96
4.1.2 光刻工艺 98
4.1.3 刻蚀工艺 103
4.1.4 沉积工艺 104
4.1.5 退火工艺 105
4.1.6 研磨抛光工艺 106
4.1.7 点测工艺 109
4.1.8 检验工艺 111
4.2 蓝绿光LED芯片结构及制备工艺 114
4.2.1 正装结构设计及制备工艺 114
4.2.2 倒装结构芯片及制备工艺 120
4.3 垂直结构设计及制备工艺 123
4.3.1 垂直结构芯片的优势 124
4.3.2 垂直结构芯片的制备工艺 125
4.4 高压LED芯片设计及制备工艺 126
4.4.1 高压LED芯片的优点 127
4.4.2 GaN基高压LED结构设计 129
4.4.3 GaN基高压LED制备工艺 132
参考文献 133
第5章 蓝绿光LED高光提取技术 136
5.1 电流阻挡层（Current Blocking Layer，CBL） 137
5.2 隐形切割（Stealth Dicing，SD） 139
5.3 粗化（Rough） 142
5.4 反射电极（Reflected Pad） 147
5.5 侧腐蚀（Sidewall Etching，SWE） 151
5.6 表面纹理化（Surface Texture） 157
5.6.1 在LED外延层上直接引入纹理化图形 157
5.6.2 在透明导电层上引入纹理化图形 161
5.6.3 在传统透明导电层上引入其他透明导电层 162
5.7 分布布拉格反射镜（Distribution Blagg Reflector） 163
5.8 图形蓝宝石衬底（Pattern Sapphire Substrate，PSS） 168
参考文献 172
第6章 黄红光LED芯片结构与制备工艺 178
6.1 红、黄色LED基本结构和制备工艺流程 179
6.1.1 正装AlGaInP LED芯片结构及制备工艺 179
6.1.2 倒装芯片结构及工艺流程 181
6.2 红、黄光LED电极结构及电流扩展技术 184
6.2.1 芯片电极形状变化 184
6.2.2 电流扩展层技术及透明电极 185
6.2.3 电流阻挡层 188
6.3 GaAs基LED高光提取技术 189
6.3.1 透明光学窗口层技术 189
6.3.2 倒梯形等外形结构 190
6.3.3 表面粗化 191
6.3.4 光子晶体LED 194
6.4 转移衬底器件的反射镜 194
6.4.1 金属反射镜结构 195
6.4.2 全方向反射镜结构（ODR） 197
6.5 高亮度和大功率AlGaInP LED技术 200
参考文献 202
第7章 LED封装基础知识 207
7.1 LED器件封装的主要功能 208
7.1.1 光电器件封装的机电连接与保护特性 208
7.1.2 发光器件的光谱转换与实现 209
7.2 LED器件封装的光学设计 210
7.2.1 LED器件的光提取效率 210
7.2.2 LED封装后的光学特性 212
7.2.3 荧光粉光学特性的计算与分析 217
7.3 LED器件封装的热学设计 224
7.3.1 LED的热特性 224
7.3.2 LED封装的热阻模型 226
7.3.3 热场分布的计算机辅助分析 229
参考文献 232
