LED器件与工艺技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭伟玲 著

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• LED
• 半导体照明
• 器件物理
• 材料科学
• 工艺技术
• 光电技术
• 封装技术
• 芯片制造
• 显示技术
• 照明工程

店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121267482

商品编码：29514153624

包装：平装

出版时间：2015-09-01

图书基本信息
图书名称	LED器件与工艺技术
作者	郭伟玲
定价	39.50元
出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121267482
出版日期	2015-09-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

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。

作者简介

郭伟玲,北京工业大学博士,教授,1990至今曾在北京工业大学电控学院可靠性物理实验室,香港大学电气电子工程系光电子实验室,北京工业大学光电子技术省部共建教育部重点实验室从事科研及教学工作.曾获北京市科技进步一等奖（排名0）,第五届中国发明博览会银奖（第3）等

目录

章LED材料外延与检测技术 1.1LED外延基础知识 1.1.1LED的外延结构 1.1.2LED的外延生长基本知识 1.2MOCVD技术基本背景 1.2.1MOCVD技术的背景知识 1.2.2MOCVD外延生长中的基本机制和原理 1.3MOCVD设备简介 1.3.1原材料气源供应系统 1.3.2MOCVD反应室分系统 1.3.3MOCVD设备的其他功能子系统 1.4MOCVD源材料 1.4.1金属有机化合物源（MO源） 1.4.2气体源（氢化物、载气） 1.4.3衬底 1.5氮化物LED材料的检测技术 1.5.1高分辨X射线检测技术 1.5.2光致发光测试技术 1.5.3霍尔测试技术 1.5.4电容电压测试技术 1.5.5AFM和TEM检测技术 参考文献 第2章蓝绿光LED外延结构设计与制备 2.1氮化物半导体材料的性质 2.1.1氮化物材料的基本性质 2.1.2氮化物材料中的极化电场 2.2氮化物LED的能带结构 2.2.1pn结的能带结构 2.2.2量子阱能带结构 2.3氮化物LED多量子阱的设计及生长 2.3.1极化电场对量子阱能带的影响 2.3.2量子垒设计及其对载流子输运的影响 2.3.3量子阱设计及其对载流子分布的影响 2.3.4多量子阱界面的优化生长 2.4氮化物LED电子阻挡层及p型层的设计 2.4.1电子阻挡层的电子限制作用 2.4.2电子阻挡层对空注入的影响 2.4.3p-GaN层的优化生长 参考文献 第3章红黄光LED外延生长技术 3.1红光LED材料及LED基本结构 3.1.1LED外延材料选取的原则 3.1.2红光LED外延材料--AlGaInP的性质 3.1.3红光LED基本外延结构 3.2红光LED的材料外延 3.2.1红光LED材料外延的工艺设计 3.2.2有源区材料的外延 3.2.3限制层材料的外延 3.2.4窗口层材料的外延 3.3共振腔LED结构与外延 3.3.1共振腔LED结构及设计 3.3.2650nm共振腔LED外延 3.3.3650nm共振腔LED芯片工艺 参考文献 第4章LED芯片结构及制备工艺 4.1芯片制造基础工艺 4.1.1蒸镀工艺 4.1.2光刻工艺 4.1.3刻蚀工艺 4.1.4沉积工艺 4.1.5退火工艺 4.1.6研磨抛光工艺 4.1.7点测工艺 4.1.8检验工艺 4.2蓝绿光LED芯片结构及制备工艺 4.2.1正装结构设计及制备工艺 4.2.2倒装结构芯片及制备工艺 4.3垂直结构设计及制备工艺 4.3.1垂直结构芯片的优势 4.3.2垂直结构芯片的制备工艺 4.4高压LED芯片设计及制备工艺 4.4.1高压LED芯片的优点 4.4.2GaN基高压LED结构设计 4.4.3GaN基高压LED制备工艺 参考文献 第5章蓝绿光LED高光提取技术 5.1电流阻挡层（CurrentBlockingLayer，CBL） 5.2隐形切割（StealthDicing，SD） 5.3粗化（Rough） 5.4反射电极（ReflectedPad） 5.5侧腐蚀（SidewallEtching，SWE） 5.6表面纹理化（SurfaceTexture） 5.6.1在LED外延层上直接引入纹理化图形 5.6.2在透明导电层上引入纹理化图形 5.6.3在传统透明导电层上引入其他透明导电层 5.7分布布拉格反射镜（DistributionBlaggReflector） 5.8图形蓝宝石衬底（PatternSapphireSubstrate，PSS） 参考文献 第6章黄红光LED芯片结构与制备工艺 6.1红、黄色LED基本结构和制备工艺流程 6.1.1正装AlGaInPLED芯片结构及制备工艺 6.1.2倒装芯片结构及工艺流程 6.2红、黄光LED电极结构及电流扩展技术 6.2.1芯片电极形状变化 6.2.2电流扩展层技术及透明电极 6.2.3电流阻挡层 6.3GaAs基LED高光提取技术 6.3.1透明光学窗口层技术 6.3.2倒梯形等外形结构 6.3.3表面粗化 6.3.4光子晶体LED 6.4转移衬底器件的反射镜 6.4.1金属反射镜结构 6.4.2全方向反射镜结构（ODR） 6.5高亮度和大功率AlGaInPLED技术 参考文献 第7章LED封装基础知识 7.1LED器件封装的主要功能 7.1.1光电器件封装的机电连接与保护特性 7.1.2发光器件的光谱转换与实现 7.2LED器件封装的光学设计 7.2.1LED器件的光提取效率 7.2.2LED封装后的光学特性 7.2.3荧光粉光学特性的计算与分析 7.3LED器件封装的热学设计 7.3.1LED的热特性 7.3.2LED封装的热阻模型 7.3.3热场分布的计算机辅助分析 参考文献

编辑推荐

文摘

序言

《光影塑形：微纳光学器件的精密制造与应用探索》 引言： 在科技飞速发展的今天，光，作为信息传递、能源转化以及感知世界的根本媒介，其应用已渗透到我们生活的方方面面。从微小的生物传感器到宏大的天文望远镜，从手机屏幕的绚烂色彩到激光雷达的精准测距，无一不彰显着光学技术的强大力量。而支撑起这些令人惊叹的成就的，正是那些精巧绝伦、功能强大的微纳光学器件。它们是微电子学与光学工程交叉融合的产物，以其小巧的体积、高效的性能以及日益丰富的功能，正在重塑着传统产业，催生着新兴技术。 本书《光影塑形：微纳光学器件的精密制造与应用探索》正是聚焦于这一前沿领域，旨在系统深入地剖析微纳光学器件的背后原理、精密的制造工艺及其广泛的应用前景。我们并非仅仅罗列技术名词，而是力求通过严谨的学术视角和生动的案例分析，带领读者领略光学世界的微观奥秘，感受精密制造的匠心独运，并洞悉未来科技的发展脉络。 第一章：微纳光学器件的奥秘——基础理论与设计原理 本章将为读者搭建理解微纳光学器件的坚实理论基础。我们将从最基本的电磁波理论讲起，深入探讨光的衍射、干涉、折射、反射等现象在微观尺度下的独特表现。随后，我们将重点介绍不同类型的微纳光学器件，例如： 微透镜阵列（Micro-lens Arrays, MLAs）： 它们如同微型的眼睛，能够聚焦、整形和分割光束，在图像传感器、3D显示、光通信等领域发挥着至关重要的作用。我们将解析其成像原理，讨论焦距、孔径、曲率半径等关键设计参数，并介绍常用的光学设计软件在MLAs设计中的应用。 衍射光学元件（Diffractive Optical Elements, DOEs）： 不同于传统的折射式光学元件，DOEs利用光的衍射效应来实现复杂的光束整形和控制。我们将深入剖析夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的原理，讲解全息光学元件（Holographic Optical Elements, HOEs）和衍射光栅（Diffraction Gratings）的设计与制造，并探讨其在光束分束、聚焦、光栅扫描等方面的应用。 光子晶体（Photonic Crystals）： 它们是具有周期性光学常数的人工微结构，能够调控光在其中的传播。我们将介绍光子带隙（Photonic Band Gap）的概念，探讨一维、二维和三维光子晶体的结构特点，并阐述其在光波导、光开关、滤波器等光信息处理领域的前景。 表面等离激元光学器件（Surface Plasmon Polariton Devices, SPPs）： SPPs是金属与介质界面上的集体电子振荡激发的电磁波。我们将解释SPPs的产生机制，讨论表面等离激元共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）现象，并介绍其在超高分辨率成像、传感器、光电器件等领域的应用潜力。 此外，本章还将介绍微纳光学器件设计中常用的一些关键概念，如数值孔径（Numerical Aperture, NA）、衍射极限（Diffraction Limit）、焦深（Depth of Focus）以及像差（Aberrations）等，并引导读者思考如何根据具体应用需求进行器件的优化设计。 第二章：精密制造的艺术——微纳光学器件的加工技术 微纳光学器件的精密度要求极高，其性能的实现离不开先进的制造工艺。本章将带领读者深入了解支撑微纳光学器件制造的各种核心技术，重点介绍以下几个方面： 光刻技术（Photolithography）： 作为半导体制造的基石，光刻技术在微纳光学器件的加工中扮演着至关重要的角色。我们将详细介绍接触式光刻、接近式光刻、投影式光刻等不同类型光刻机的原理，讨论光刻胶（Photoresist）的种类、曝光、显影、刻蚀等关键步骤，并重点关注深紫外（DUV）光刻和极紫外（EUV）光刻技术在实现更高分辨率微纳结构中的作用。 电子束光刻（Electron Beam Lithography, EBL）： EBL以电子束作为曝光源，能够实现比光刻更高的分辨率，是制造超高精度微纳光学器件，如纳米光栅、超表面（Metasurfaces）等的首选技术。我们将阐述EBL的工作原理、电子束的聚焦与扫描技术，以及其在掩模版制造和直接器件加工中的优势与挑战。 聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）加工： FIB利用高能聚焦离子束进行材料的精确去除和沉积，尤其适用于复杂三维结构的加工和纳米器件的修复。我们将介绍FIB的工作原理、离子束的参数控制，以及其在微纳光学器件的构筑、表面改性等方面的应用。 纳米压印技术（Nanoimprint Lithography, NIL）： NIL是一种成本效益高、易于大规模生产的微纳制造技术。我们将介绍其模板制备、压印成型、脱模等工艺流程，并探讨其在制造微透镜阵列、衍射元件等方面的应用潜力。 其他精密加工技术： 除了上述主流技术，我们还将简要介绍激光直写（Laser Direct Writing）、微细加工（Micro-machining）、薄膜沉积（Thin Film Deposition）以及相关的表面处理工艺（如化学蚀刻、等离子体刻蚀）等，以期为读者提供一个更全面的微纳制造技术图景。 在介绍这些技术的同时，我们还将强调材料选择（如光学玻璃、聚合物、半导体材料）的重要性，以及它们对最终器件性能的影响。 第三章：应用的无限可能——微纳光学器件的多元化场景 精密的制造工艺最终是为了实现其在各个领域的广泛应用。本章将聚焦于微纳光学器件在不同行业的实际应用案例，展示其如何赋能科技进步，提升生活品质。 消费电子领域： 智能手机与平板电脑： 微透镜阵列在摄像头传感器中的应用，提高了成像质量；衍射光学元件在面部识别和AR/VR显示中的关键作用；OLED显示器中的微纳结构设计，优化了发光效率和视角。 智能穿戴设备： 微型投影仪、光学传感器等在智能手表、AR眼镜中的集成。 生物医学领域： 生物传感器： 利用表面等离激元共振或衍射效应，实现对生物分子的高灵敏度检测，用于疾病诊断、药物筛选等。 微流控芯片： 集成微纳光学元件，实现对微量样品的精确操控和光学检测，推动体外诊断（IVD）的发展。 显微成像技术： 超分辨显微镜、共聚焦显微镜等，利用微纳光学器件实现对细胞、组织等微观结构的精细成像。 通信与信息技术领域： 光通信： 光波导、光耦合器、复用/解复用器等微纳光学器件，是构建高速光网络的基础。 数据存储： 全息存储技术，利用衍射光学元件实现高密度数据存储。 激光雷达（LiDAR）： 扫描式激光雷达中的微振镜（MEMS mirrors）和微透镜阵列，是实现三维环境感知的关键。 工业与能源领域： 工业自动化与检测： 光学传感器、机器视觉系统中的微纳光学元件，用于产品检测、质量控制。 新能源： 太阳能电池中的微纳结构设计，提高光吸收效率；LED照明中的光学器件，优化光效和光品质。 精密测量： 干涉仪、光栅尺等测量仪器中的关键光学元件。 本章将通过具体的工程实例，详细阐述微纳光学器件在解决实际问题中所扮演的角色，并探讨其未来发展趋势，例如与人工智能、量子计算等新兴技术的融合。 第四章：未来的展望与挑战 在对微纳光学器件的基础理论、制造技术和应用场景进行深入探讨之后，本章将着眼于该领域未来的发展方向和面临的挑战。 前沿技术展望： 超表面（Metasurfaces）： 作为一种新兴的平面光学器件，超表面能够实现对光波前、振幅、偏振等特性的精确调控，有望颠覆传统光学设计。 光子集成： 将多种光学功能集成到单一芯片上，实现小型化、低功耗、高集成度的光计算和光通信系统。 人工智能与机器学习在光学设计与制造中的应用： 利用AI加速光学设计过程，优化制造参数，提高良品率。 量子光学与微纳器件的结合： 探索量子光源、量子通信等领域对微纳光学器件的需求与发展。 面临的挑战： 制造精度与成本的权衡： 如何在保证高精度的同时，降低制造成本，实现大规模商业化应用。 新材料的开发与应用： 寻找更具优异光学性能、更易于加工的新型光学材料。 器件性能的提升与稳定性： 提高器件的光学效率、耐用性以及在复杂环境下的稳定性。 知识产权与标准化： 建立健全的知识产权保护体系，推动行业标准的制定。 结论： 《光影塑形：微纳光学器件的精密制造与应用探索》是一本面向科研人员、工程师、高校学生以及对光学技术和前沿科技感兴趣的广大读者。本书力求以清晰的逻辑、详实的论述和丰富的案例，帮助读者深入理解微纳光学器件的本质，掌握其精密的制造方法，并洞悉其在各行各业的广阔应用前景。我们相信，通过对光影的精妙塑形，微纳光学器件必将在未来的科技革命中扮演越来越重要的角色，开启更加精彩的光学新纪元。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《LED器件与工艺技术》时，我原本的期待值其实挺高的，毕竟LED技术在现代照明和显示领域的重要性不言而喻，感觉这是一本能系统梳理前沿进展的宝典。然而，深入阅读后，我发现这本书在对基础理论的阐述上显得有些捉襟见肘，对于初学者来说，可能难以建立起扎实的概念框架。比如，在描述异质结发光机制时，文字描述与图示的配合度不够紧密，很多关键的载流子复合过程需要读者自行去脑补，这无疑增加了理解的难度。更令人感到遗憾的是，书中对当前业界热议的MOCVD（金属有机物化学气相沉积）等关键外延生长技术的工艺窗口、缺陷控制策略，仅仅是泛泛而谈，缺乏深入的机理分析和实际操作的经验总结。对于一个指望从中获取实际工艺优化思路的工程师而言，这本书提供的“干货”实在太少了，更像是一本停留在教科书层面的概述性读物，未能真正触及到工业界对高效率、长寿命器件追求的痛点。如果期望它能指导你解决实际生产中遇到的光子陷阱或者热管理难题，那恐怕要失望了。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书的期望是它能深入探讨第三代半导体材料在LED领域的应用前沿，特别是氮化镓基（GaN）异质结构在深紫外（UVC）和红外光输出方面的最新进展。然而，翻阅全书，关于UVC-LED的效率滚降机制、工作寿命瓶颈的探讨，几乎可以忽略不计，只是简单提到了其潜在应用。对于当前成本控制和大规模量产的挑战，书中的论述也显得过于理想化，缺乏对供应链、材料纯度波动等实际工业限制的考量。例如，当提到特定掺杂剂的引入可以提高载流子注入效率时，并未详细说明这种掺杂在长期工作温度下是否会导致激活能级的退化，这种关键的可靠性信息缺失，使得书中的结论在实际工程应用中显得单薄且缺乏说服力。总而言之，这本书在“前沿”这个定位上，是有些“虚”的，它似乎更侧重于描述已经被广泛应用的技术，而对真正推动行业变革的颠覆性研究关注不足。

评分☆☆☆☆☆

从工具书的角度来看，这本书的引用和参考文献部分也暴露出了比较明显的年代感。很多关键数据的支撑似乎停留在五到十年前的水平，缺乏对近两年顶级期刊如《Nature Photonics》或IEDM等会议的最新成果的引用和分析。这对于快速迭代的半导体行业而言，意味着书中所传达的“先进工艺”可能在出版时就已经不是最前沿的技术了。举个例子，它详细介绍了传统的P型掺杂技术，但在关于先进的P型激活退火工艺优化，特别是结合等离子体处理对表面态的修复作用的讨论上，内容非常陈旧。一个严肃的技术参考书，理应对最新的研究成果保持高度敏感，并对其进行批判性的梳理和评估，而不是仅仅罗列旧有的知识点。这种滞后性，极大地削弱了其作为一本“技术手册”的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计风格，老实说，有一种浓厚的上世纪末技术手册的味道，这对于一本旨在介绍尖端半导体技术的书籍来说，实在有些不合时宜。插图的分辨率普遍不高，很多关键的能带结构图和电致发光光谱图看起来模糊不清，辨识度很低，这对于需要依赖视觉信息辅助理解复杂物理现象的读者来说，简直是个灾难。更让我困惑的是，全书的逻辑跳跃性较大，不同章节之间的过渡非常生硬，仿佛是不同作者在不同时间点拼凑起来的文稿。比如，在讨论完芯片封装的散热问题后，下一章突然转到了量子点材料的合成，两者之间缺少一个有效的衔接段落来解释这种跨越的合理性。这种零散的叙述方式，使得阅读体验非常碎片化，很难形成一个连贯、深入的技术认知体系。我总觉得这本书像是一个技术的“知识点罗列”，而不是一个“知识体系的构建”，对于想系统学习的读者来说，这种体验是极其消耗耐心的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，用一个词来形容就是“晦涩”。作者似乎默认读者已经具备了深厚的物理化学背景，导致很多关键的数学推导被一笔带过，或者直接给出了结论性的公式，却很少有清晰的步骤分解。特别是涉及到量子效率的计算模型时，公式的变量定义不够规范，不同章节间对同一物理量的符号表示存在不一致的情况，这让需要进行二次计算或模型复现的读者感到极其困扰。我希望看到的是一种引导式的教学，而不是一种宣告式的陈述。对于非本专业出身，但希望跨界了解LED技术的工程师或研究生来说，这种不友好的表达方式，无疑设置了极高的阅读门槛。如果不能做到深入浅出，那么至少也应该保持表述的严谨性和一致性，这本书在这两方面都做得不尽如人意。