大功率LED设计四法则

中心议题：
    * 如何选大功率LED器件合适的大功率LED芯片
解决方案：
    * 加大尺寸法
    * 硅底板倒装法
    * 陶瓷底板倒装法
    * 蓝宝石衬底过渡法
    * AlGaInN/碳化硅（SiC）背面出光法

1 加大尺寸法：

通过增大单颗LED的有效发光面积，和增大尺寸后促使得流经TCL层的电流均匀分布而特殊设计的电极结构（一般为梳状电极）之改变以求达到预期的光通量。但是，简单的增大发光面积无法解决根本的散热问题和出光问题，并不能达到预期的光通量和实际应用效果。

2 硅底板倒装法：

首先制备出具有适合共晶焊接电极的大尺寸LED芯片（Flip Chip LED）。同时制备出相应尺寸的硅底板，并在上制作出供共晶焊接的金导电层及引出导电层（超声金丝球焊点）。然后，利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊接在一起。（这样的结构较为合理，即考虑了出光问题又考虑到了散热问题，这是目前主流的High Output Power Chip LED生产方式。）

美国LumiLeds公司2001年研制出了AlGaInN功率型倒装芯片（FCLED）结构，具体做法为：第一步，在外延片顶部的P型GaN：Mg淀积厚度大于500A的NiAu层，用于欧姆接触和背反射；第二步，采用掩模选择刻蚀掉P型层和多量子阱有源层，露出N型层；第三步，淀积、刻蚀形成N型欧姆接触层，芯片尺寸为1×1mm2，P型欧姆接触为正方形，N欧姆接触以梳状插入其中，这样可缩短电流扩展距离，把扩展电阻降至最小；第四步，将金属化凸点的AlGaInN芯片倒装焊接在具有防静电保护二极管（ESD）的硅载体上。

3 陶瓷底板倒装法：

先利用LED晶片厂通用设备制备出具有适合共晶焊接电极结构的大出光面积的LED芯片和相应的陶瓷底板，并在上制作出共晶焊接导电层及引出导电层。之后利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与陶瓷底板焊接在一起。（这样的结构考虑了出光问题也考虑到了散热问题，并且采用的陶瓷底板为高导热陶瓷板，散热的效果非常理想，价格又相对较低所以为目前较为适宜的底板材料，并可为将来的集成电路化一体封装伺服电路预留下了安装空间）

4 蓝宝石衬底过渡法：

按照传统的InGaN芯片制造方法在蓝宝石衬底上生长出PN结后将蓝宝石衬底切除再连接上传统的四元材料，制造出上下电极结构的大尺寸蓝光LED芯片。

5AlGaInN/碳化硅（SiC）背面出光法：

美国Cree公司是采用SiC衬底制造AlGaInN超高亮度LED的全球唯一厂家，几年来AlGaInN/SiCa芯片结构不断改进，亮度不断提高。由于P型和N型电极分别仅次于芯片的底部和顶部，单引线键合，兼容性较好，使用方便，因而成为AlGaInN LED发展的另一主流。