本書在介紹半導(dǎo)體照明器件———發(fā)光二極管的材料、機理及其制造技術(shù)的同時,詳細講解了器件的光 電參數(shù)測試方法,器件的可靠性分析、驅(qū)動和控制方法,以及各種半導(dǎo)體照明的應(yīng)用技術(shù)。本書內(nèi)容系統(tǒng)、 全面,通過理論聯(lián)系實際,重點突出了 “半導(dǎo)體照明”主題,反映了國內(nèi)外最新的應(yīng)用技術(shù)。
方志烈,1938年2月出生于江蘇江陰。1961年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)并留校任教,現(xiàn)任該校教授。中國發(fā)光學(xué)會理事。上海市通信學(xué)會光通信專業(yè)委員會委員。
第1章光視覺顏色
11光
111光的本質(zhì)
112光的產(chǎn)生和傳播
113人眼的光譜靈敏度
114光度學(xué)及其測量
12視覺
121作為光學(xué)系統(tǒng)的人眼
122視覺的特征與功能
13顏色
131顏色的性質(zhì)
132國際照明委員會色度學(xué)系統(tǒng)
133色度學(xué)及其測量
第2章光源
21自然光源
211太陽
212月亮和行星
22人工光源
221人工光源的發(fā)明與發(fā)展
222白熾燈
223鹵鎢燈
224熒光燈
225低壓鈉燈
226高壓放電燈
227無電極放電燈
228發(fā)光二極管
229照明的經(jīng)濟核算
第3章半導(dǎo)體發(fā)光材料晶體導(dǎo)論
31晶體結(jié)構(gòu)
311空間點陣
312晶面與晶向
313閃鋅礦結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)和纖鋅礦結(jié)構(gòu)
314缺陷及其對發(fā)光的影響
32能帶結(jié)構(gòu)
33半導(dǎo)體晶體材料的電學(xué)性質(zhì)
331費米能級和載流子
332載流子的漂移和遷移率
333電阻率和載流子濃度
334壽命
34半導(dǎo)體發(fā)光材料的條件
341帶隙寬度合適
342可獲得電導(dǎo)率高的p型和n型晶體
343可獲得完整性好的優(yōu)質(zhì)晶體
344發(fā)光復(fù)合概率大
第4章半導(dǎo)體的激發(fā)與發(fā)光
41pn結(jié)及其特性
411理想的pn結(jié)
412實際的pn結(jié)
42注入載流子的復(fù)合
421復(fù)合的種類
422輻射型復(fù)合
423非輻射型復(fù)合
43輻射與非輻射復(fù)合之間的競爭
44異質(zhì)結(jié)構(gòu)和量子阱
441異質(zhì)結(jié)構(gòu)
442量子阱
第5章半導(dǎo)體發(fā)光材料體系
51砷化鎵
52磷化鎵
53磷砷化鎵
531GaAs060P040/GaAs
532晶體中的雜質(zhì)和缺陷對發(fā)光效率的影響
54鎵鋁砷
55鋁鎵銦磷
56銦鎵氮
第6章半導(dǎo)體照明光源的發(fā)展和特征參量
61發(fā)光二極管的發(fā)展
62發(fā)光二極管材料生長方法
63高亮度發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)
631單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)
632多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)
633分布布拉格反射(DBR)結(jié)構(gòu)
634透明襯底技術(shù)(Transparent Substrate,TS)
635鏡面襯底(Mirror Substrate,MS)
636透明膠質(zhì)黏結(jié)型
637表面紋理結(jié)構(gòu)
64照明用LED的特征參數(shù)和要求
641光通量
642發(fā)光效率
643顯色指數(shù)
644色溫
645壽命
646穩(wěn)定性
647熱阻
648抗靜電性能
第7章磷砷化鎵、磷化鎵、鎵鋁砷材料生長
71磷砷化鎵氫化物氣相外延生長(HVPE)
72氫化物外延體系的熱力學(xué)分析
73液相外延原理
74磷化鎵的液相外延
741磷化鎵綠色發(fā)光材料外延生長
742磷化鎵紅色發(fā)光材料外延生長
75鎵鋁砷的液相外延
第8章鋁鎵銦磷發(fā)光二極管
81AlGaInP金屬有機物化學(xué)氣相沉積通論
811源材料
812生長條件
813器件生長
82外延材料的規(guī)模生產(chǎn)問題
821反應(yīng)器問題:輸送和排空處理
822均勻性的重要性
823源的質(zhì)量問題
824顏色控制問題
825生產(chǎn)損耗問題
83電流擴展
831歐姆接觸的改進
832p型襯底上生長
833電流擴展窗層
834氧化銦錫(ITO)
84電流阻擋結(jié)構(gòu)
85光的取出
851上窗設(shè)計
852襯底吸收
853分布布拉格反射LED
854GaP晶片黏結(jié)透明襯底LED
855膠質(zhì)黏著(藍寶石晶片黏結(jié))
856紋理表面結(jié)構(gòu)
86芯片制造技術(shù)
87器件特性
第9章銦鎵氮發(fā)光二極管
91GaN生長
911未摻雜GaN
912n型GaN
913p型GaN
914GaN pn結(jié)LED
92InGaN生長
921未摻InGaN
922摻雜InGaN
93InGaN LED
931InGaN/GaN雙異質(zhì)結(jié)LED
932InGaN/AlGaN雙異質(zhì)結(jié)LED
933InGaN單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)LED
934高亮度綠色和藍色LED
935InGaN多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)LED
936紫外LED
937AlGaN深紫外LED
938硅襯底GaN藍光LED
94提高質(zhì)量和降低成本的幾個重要技術(shù)問題
941襯底
942緩沖層
943激光剝離(LLO)
944氧化銦錫(ITO)
945表面紋理結(jié)構(gòu)
946圖形襯底技術(shù)(PSS)
947微矩陣發(fā)光二極管(MALED)
948光子晶體(Photonic Crystal,PC)LED
949金屬垂直光子LED(MVP LED)
第10章LED芯片制造技術(shù)
101光刻技術(shù)
102氮化硅生長
103擴散
104歐姆接觸電極
105ITO透明電極
106表面粗化
107光子晶體
108激光剝離(Laser Liftoff,LLO)
109倒裝芯片技術(shù)
1010垂直結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)
1011芯片的切割
1012LED芯片結(jié)構(gòu)的發(fā)展
第11章白光發(fā)光二極管
111新世紀光源的研制目標
112人造白光的最佳化
1121發(fā)光效率和顯色性的折中
1122二基色體系
1123多基色體系
113熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED
1131二基色熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED
1132多基色熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED
1133紫外LED激發(fā)多基色熒光粉
114多芯片白光LED
1141二基色多芯片白光LED
1142多基色多芯片白光LED
第12章LED封裝技術(shù)
121LED器件的設(shè)計
1211設(shè)計原則
1212電學(xué)設(shè)計
1213熱學(xué)設(shè)計
1214光學(xué)設(shè)計
1215視覺因素
122LED封裝技術(shù)
1221小功率LED封裝
1222SMD LED的封裝
1223芯片級封裝(CSP)
1224大電流LED的封裝
1225功率LED的封裝
1226功率LED組件
1227銦鎵氮類LED的防靜電措施
第13章發(fā)光二極管的測試
131發(fā)光器件的效率
1311發(fā)光效率
1312功率效率
1313量子效率
132電學(xué)參數(shù)
1321伏安特性
1322總電容
133光電特性參數(shù)——光電響應(yīng)特性
134光度學(xué)參數(shù)
1341法向光強I0的測定
1342發(fā)光強度角分布(半強度角和偏差角)
1343總光通量的測量
1344量值傳遞
135色度學(xué)參數(shù)
1351光譜分布曲線
1352光電積分法測量色度坐標
136熱學(xué)參數(shù)(結(jié)溫、熱阻)
137靜電耐受性
第14章發(fā)光二極管的可靠性
141LED可靠性概念
1411可靠性的含義
1412可靠度的定義
1413LED可靠性的相關(guān)概念
142LED的失效分析
1421芯片的退化
1422環(huán)氧系塑料的壽命分析
1423管芯的壽命分析
1424熒光粉的退化
143可靠性試驗
1431小功率LED環(huán)境試驗
1432功率LED環(huán)境試驗
144壽命試驗
1441磷化鎵發(fā)光器件的壽命試驗
1442功率LED(白光)長期工作壽命試驗
1443加速壽命試驗
145可靠性篩選
1451功率老化
1452高溫老化
1453濕度試驗
1454高低溫循環(huán)
1455其他項目的選用
146例行試驗和鑒定驗收試驗
1461例行試驗
1462鑒定驗收試驗
第15章有機發(fā)光二極管
151有機發(fā)光二極管材料
1511小分子有機物
1512高分子聚合物
1513鑭系金屬有機化合物
152有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和原理
153OLED實現(xiàn)白光的途徑
1531波長轉(zhuǎn)換
1532顏色混合
154有機發(fā)光二極管的驅(qū)動
155有機發(fā)光二極管研發(fā)現(xiàn)狀
第16章半導(dǎo)體照明驅(qū)動和控制
161LED驅(qū)動技術(shù)
1611LED的電學(xué)性能特點
1612電源驅(qū)動方案
1613驅(qū)動電路基本方案
1614LED驅(qū)動器的特性
1615LED與驅(qū)動器的匹配
162LED驅(qū)動器
1621電容降壓式LED驅(qū)動器
1622電感式LED驅(qū)動器
1623電荷泵式LED驅(qū)動器
1624LED恒流驅(qū)動器
163LED集成驅(qū)動電路
1631電荷泵驅(qū)動LED的典型電路
1632開關(guān)式DC/DC變換器驅(qū)動LED的典型電路
1633限流開關(guān)TPS2014/TPS2015
1634六路串聯(lián)白光LED驅(qū)動電路MAX8790
1635集成肖特基二極管的恒流白光LED驅(qū)動器LT3591
1636低功耗高亮度LED驅(qū)動器LM3404
1637具有診斷功能的16通道LED驅(qū)動器AS1110
1638高壓線性恒流LED驅(qū)動電路
164控制技術(shù)
1641調(diào)光
1642調(diào)色
1643調(diào)色溫
1644智能照明
第17章半導(dǎo)體照明應(yīng)用
171半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)原則
1711要從LED的優(yōu)點出發(fā)開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品
1712應(yīng)用產(chǎn)品市場啟動的判據(jù)——照明成本
1713應(yīng)用產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵是散熱
1714遵循功率由低到高、技術(shù)由易到難的原則
1715造型設(shè)計要創(chuàng)新
1716照明燈具通則
172LED顯示屏
1721總體發(fā)展規(guī)模
1722產(chǎn)品技術(shù)完善
1723新品繼續(xù)拓展
173交通信號燈
1731道路交通信號燈
1732鐵路信號燈
1733機場信號燈
1734航標燈
1735路障燈
1736航空障礙燈
174景觀照明
1741城市景觀照明的功能作用
1742光源選擇以LED為佳
1743LED景觀燈具
1744LED景觀照明典型工程
1745景觀照明走向規(guī)范化
175手機應(yīng)用
176汽車用燈
177LCD顯示背光源
1771小尺寸面板背光源的技術(shù)和市場狀況
1772中小尺寸面板背光源的技術(shù)和市場狀況
1773中大尺寸面板背光源的技術(shù)和市場狀況
1774大尺寸面板背光源的技術(shù)和市場狀況
178通用照明
1781便攜式照明
1782室內(nèi)照明
1783室外照明
179光源效率和照明系統(tǒng)整體效率
第18章半導(dǎo)體照明的光品質(zhì)
181色純度
182顯色性
1821顯色指數(shù)
1822光色品質(zhì)量值系統(tǒng)
1823IES TM30-15光源顯色性評價方法
1824環(huán)境對Ra值的要求
1825不同LED白光的顯色指數(shù)
183舒適度
184LED色溫
185光色均勻度——色容差
186智能化LED生物節(jié)律照明
第19章半導(dǎo)體照明技術(shù)、市場現(xiàn)狀和展望
191材料
1911襯底
1912外延
1913芯片技術(shù)
192制造和測試設(shè)備
193LED器件和組件
194照明燈具系統(tǒng)
195智能控制LED照明工程系統(tǒng)
196中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
197中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
198全球半導(dǎo)體照明市場展望
199LED的非視覺應(yīng)用進展
1991植物生長
1992藍光高亮度LED集魚燈
1993醫(yī)療
1994LED可見光通信
參考文獻