概括
这项研究通过从蓝宝石基板中分离芯片并将其安装在化 (AlN) 基板上来提高紫外线B (UVB) 发光二极管 (LED) 的性能. 优化的包装显著提高了光提取效率 (LEE) 和外部量子效率 (EQE).
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 半导体器件是指半导体器件.
- 固态照明 固态照明
背景情况:
- 紫外线B (UVB) 发光二极管 (LED) 中的蓝宝石基板会导致总内部反射 (TIR),由于高折射率和紫外线吸收,减少光提取效率 (LEE).
- 蓝宝石基板的高折射率导致光捕获和吸收,限制UVBLED的外部量子效率 (EQE).
研究的目的:
- 为了提高UVBLED的光提取效率 (LEE) 和外部量子效率 (EQE).
- 通过使用具有优异散热的基板来降低包装热阻 (PTR).
- 为了减轻UVB LED包装中总内部反射 (TIR) 引起的光损失.
主要方法:
- 紫外线B LED芯片从蓝宝石基板中脱离,并直接粘贴到化 (AlN) 基板上,采用了优化工艺.
- 优化了UVB LED包装结构,以最大限度地减少与TIR相关的LEE损失.
- 通过使用已知具有卓越散热的AlN基板来降低包装热阻力 (PTR).
主要成果:
- 通过特定的包装尺寸实现了最佳LEE:长度 (ELL) 2毫米,宽度 (ELW) 1.62毫米,高度 (ELH) 0.52毫米.
- 在200 mA的输入电流下,UVB LED实现了50 mW的输出功率,外部量子效率 (EQE) 为6.3%.
- 包装热电阻 (PTR) 成功降至4.615K/W.
结论:
- 从蓝宝石基板分离UVB LED芯片并将其安装在AlN基板上,结合优化的包装,有效地提高LEE和EQE.
- 开发的包装策略显著减少了TIR导致的光损失,从而提高了UVB LED的性能.
- 该研究展示了一种可行的方法来提高UVB LED的效率和用于医疗和农业应用的热管理.
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