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白光发光二极管与其他光源相比具有高亮度、低损耗、长寿命等优点,而其中单芯片白光的研究被广泛关注.目前对制备单芯片白光的各种材料的研究已经取得了一定的进展,本文针对单芯片白光n+GaAs/ p+GaN直接键合结构做了进一步研究.本论文主要分为三部分:1)n+GaAs/p+GaN直接键合的单芯片白光结构的制备.通过直接键合的方式制备如图a)所示的单芯片白光结构,主要由键合界面以上部分的AlGaInP基红光芯片和以下部分的InGaN基蓝光芯片组成.2)单芯片白光结构阴极荧光谱(CL)和透射电子显微镜(TEM)的测试实验.在相同的阴极荧光谱信号,分别在302K和123K测试温度下进行CL测试,测量结果如图b)和图c)所示.测试温度123K时发光峰分别为:360nm、480nm、520nm、604nm和717nm,测试温度302K时发光峰分别为:332nm、366nm、480nm、520nm、625nm和 732nm.另外,从TEM测试结果可看出GaAs/GaN直接键合界面两侧大约每60~70nm的间隔会有一个应力集中区,而GaAs材料一侧有明亮对比度强烈的三角状岛状区域,底角大约为50~60°.3)比较分析温度对单芯片白光结构中各种发光材料CL谱的影响.首先,采用各种发光材料的发光特点来解释不同发光材料CL谱的漂移与温度的关系.如:禁带宽度和载流子的动力均受温度的影响,而这些因素都会带了CL谱的漂移.然后,通过TEM测试结果发现,键合应力带来的损伤对光信号的吸收是造成GaAs材料CL谱的信号强度相比其他材料弱的原因.实验和分析结果表明GaAs/GaN直接键合并没有影响各发光材料的发光特性,但直接键合界面的应力给直接键合的单芯片白光LED带来了不良特性,所以减少键合应力是关键.