Si襯底GaN基藍光LED芯片出光效率的研究.pdf

1、近幾年來，GaN基LED發(fā)展迅猛，但其成本和發(fā)光效率一直是制約LED在照明領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。Si襯底GaN基LED的出現(xiàn)，雖然在成本等方面顯現(xiàn)出優(yōu)勢，但其出光效率的研究仍然處于起步階段。本文就提高Si襯底GaN基LED芯片的出光效率入題，對LED芯片的增透和濕法粗化兩種方法進行了探討，獲得了如下一些有新意的研究結(jié)果： 1．濕法粗化是提高Si襯底GaN基LED芯片出光效率有效的方法之一。其粗化機理遵循極性選擇機制：N極性Ga

2、N比Ga極性GaN更容易被粗化。另外AIN和GaN具有相似的腐蝕機制。所用的Si襯底LED芯片的出光面是AlGaN且呈N極性，本文采用KOH溶液濕法粗化芯片的AIGaN表面。對芯片進行不同時間的粗化，SEM照片顯示粗化后的表面出現(xiàn)許多六棱錐。采用電致發(fā)光檢測系統(tǒng)測量比較濕法粗化前后LED芯片的光學(xué)和電學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明，不同粗化時間都可以在不破壞電學(xué)性能的前提下提高LED的光強。另外，發(fā)光波長在粗化后由于應(yīng)力的釋放發(fā)生不同程度的藍移。采用

3、PEC方法進行粗化的實驗，結(jié)果表明Xe燈光源對粗化有一定輔助作用：在相同粗化時間下，PEC方法粗化的表面比普通濕法粗化的六棱錐的密度明顯增加；且PEC方法粗化的光強提高率也比普通濕法粗化高。 2．利用ZnO薄膜的高透光率和化學(xué)穩(wěn)定性，本文選用ZnO作為Si襯底GaN基LED增透膜材料。首先利用磁控濺射系統(tǒng)在玻璃襯底上沉積ZnO薄膜，利用X射線衍射技術(shù)、原子力顯微鏡和分光光度計分別測量了不同濺射工藝條件下淀積的ZnO結(jié)晶質(zhì)量、表面

4、形貌與粗糙度、透光光譜，摸索高透光率所對應(yīng)的優(yōu)化工藝條件。比較不同濺射功率下制備的ZnO薄膜，得到150W條件下制備的薄膜結(jié)晶質(zhì)量最好，薄膜最平整且在可見光區(qū)的透光率最高。固定150w濺射功率不變，調(diào)節(jié)不同Ar／02流量比，發(fā)現(xiàn)通入02可以明顯提高結(jié)晶質(zhì)量和薄膜平整度，最終得到在Ar/O2流量比為2的薄膜結(jié)晶性能最好，平整度最高且在可見光區(qū)的透光率最高。 3．利用磁控濺射制備ZnO薄膜的優(yōu)化工藝條件，在Si襯底GaN基藍光LED