GaN基LED電極設(shè)計(jì)及其出光特性研究.pdf

1、本文首先對(duì)Ⅲ-Ⅴ族材料性質(zhì)和發(fā)光二極管(LED)存在的問(wèn)題進(jìn)行了概述，在諸多影響因素中著重對(duì)光提取效率進(jìn)行介紹，詳述了當(dāng)前提高效率的常用方法，然后引出當(dāng)今電極制作方面存在的問(wèn)題（特別是對(duì)于大功率LED器件），并對(duì)其加以分析。
　　本文通過(guò)使用金屬有機(jī)物氣相外延(MOPVE)方法生長(zhǎng)制備了深紫外LED外延片和藍(lán)光LED外延片，然后對(duì)外延片進(jìn)行金相顯微鏡、EL、PL、AFM等的測(cè)試和表征。表征結(jié)果表明所制備的外延片的生長(zhǎng)質(zhì)量和發(fā)光效果

2、均比較理想，為后續(xù)的電極的制作提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
　　對(duì)于深紫外和藍(lán)光的外延片樣品，首先對(duì)其制作傳統(tǒng)的盤狀電極、在普通電極的基礎(chǔ)上引入陣列結(jié)構(gòu)電極，進(jìn)行對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)深紫外LED樣品陣列電極的設(shè)計(jì)制作，本文發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)對(duì)p型電極采用陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作并測(cè)試后，相對(duì)盤狀電極樣品的開(kāi)啟電壓得到進(jìn)一步的下降，雖然雜質(zhì)的缺陷峰比較明顯，但是量子阱的發(fā)光峰十分強(qiáng)烈，與之前盤狀電極樣品的量子阱發(fā)光不強(qiáng)相比，在發(fā)光強(qiáng)度方面要提升許多。熒光效

3、果比較穩(wěn)定，整體的發(fā)光效果改善許多，改良之后的電極結(jié)構(gòu)對(duì)提高出光效率確實(shí)有了較大的提升。通過(guò)對(duì)藍(lán)光LED樣品陣列電極的設(shè)計(jì)制作，本文發(fā)現(xiàn)通過(guò)p型陣列電極樣品的制作測(cè)試結(jié)果表明，電致發(fā)光光譜圖中發(fā)光峰單一穩(wěn)定，量子阱峰十分強(qiáng)烈并且基本無(wú)雜質(zhì)缺陷峰。陣列電極樣品的電性質(zhì)得到改善，電流注入更加有效，電流密度的分布更加均勻，開(kāi)啟電壓進(jìn)一步降低。量子阱發(fā)光峰的半高寬比之前傳統(tǒng)盤狀電極樣品的要小將近一倍，在同等發(fā)光強(qiáng)度的情況下，盤狀電極的注入電流是

4、陣列電極注入電流的190倍，換而言之，如果在同等電流強(qiáng)度的注入下，陣列電極的發(fā)光強(qiáng)度將會(huì)明顯。熒光效果十分穩(wěn)定，發(fā)光質(zhì)量很好，藍(lán)光樣品陣列電極的制作效果十分良好。
　　綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獨(dú)創(chuàng)性的陣列電極設(shè)計(jì)與制作確實(shí)可以提高LED器件的出光效率，改善其橫向電流擴(kuò)展的均勻性，與普通盤狀電極相比，伏安特性和發(fā)光強(qiáng)度均有較大的提升。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行理論分析，分別從表面等離子激元對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光器件性能的影響、電流注入的擴(kuò)散機(jī)制、電流密度