硅襯底GaN基LED鈍化層與P面歐姆接觸的研究.pdf

1、近幾年來,在Si襯底上生長GaN取得了很大的進展。相對于不導電的藍寶石襯底,Si襯底的散熱好,價格低,并且已經(jīng)成功研制出了垂直結(jié)構(gòu)的LED。相對于同側(cè)結(jié)構(gòu)的LED,垂直結(jié)構(gòu)的GaN基LED能夠緩解電流擁堵,散熱性差等同側(cè)結(jié)構(gòu)LED的固有缺點,有效提高器件的可靠性與壽命,并且可以采用表面粗化以及反射鏡來提高器件光提取效率。Si襯底垂直結(jié)構(gòu)的LED,僅用簡單的化學腐蝕就可以輕松去除,這成為其又一巨大的優(yōu)勢。本文研究SiON鈍化層對Si襯底G

2、aN基藍綠光LEDs穩(wěn)定性能的影響以及Ag與Si襯底P-GaN歐姆接觸和反射率。獲得的部分創(chuàng)新研究成果有:
　　 對4種不同鈍化層Si襯底綠光LEDs進行超大電流密度(312A／cm2)加速老化。結(jié)果表明完全鈍化(側(cè)面和臺面均鈍化)的硅襯底綠光LED呈現(xiàn)良好的可靠性。SiON(尤其是側(cè)邊鈍化層)能鈍化芯片表面態(tài),抑制老化過程中的熱生缺陷的產(chǎn)生,從而減少漏電流,降低光功率衰減等。長有SiON鈍化層的Si襯底藍綠光LEDs的光功率分

3、別提高12.9％和7.4％.此外,值得一提的是,在電流密度高達312A／cm2時加速老化168小時,即使無鈍化層的樣品,20mA工作電流下光功率衰減也僅為10.94％。經(jīng)30mA電流(大電流密度1.56A／cm2)老化1032小時后,有鈍化層的綠光LEDs的波長漂移小于0.7nm,VF2變化為0.003V,基本沒有變化。SiON鈍化層能有效吸收藍光LEDs發(fā)光中的短波輻射以及隔離環(huán)氧與高溫芯片,減緩對環(huán)氧樹脂的老化,從而降低芯片的光衰。

4、
　　 為了測量3種Mg激活條件和不同退火溫度下P面Ag的反射率,找出最佳的工藝條件,本實驗首次提出用藍寶石LED外延片在3種激活條件下,不同退火溫度下退火,并測量了Ag的反射率。結(jié)果表明犧牲Ni工藝的Ag反射率隨著退火溫度一直升高。而犧牲Pt在400℃最高,隨后降低。用Si襯底LED外延片,在不同激活條件和不同溫度下退火,結(jié)果表明300℃犧牲Pt的Ⅰ-Ⅴ性能最佳,但是隨后下降與犧牲Ni的無區(qū)別。綜合Ⅰ-Ⅴ特性和反射率,文本結(jié)果