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GaN材料及器件近年来成为研究的热点,尤其是GaN基发光二极管(LED)。究其原因,主要是因为GaN蓝绿光LED产品的出现从根本上解决了白光发光二极管三基色的缺色问题。而且LED是节能、环保型光源,具有体积小、冷光源、响应时间短、发光效率高、防爆、节能、寿命长、无闪频、容易与IC电路匹配,可在各种恶劣环境下使用等特点。因此GaN发光二极管的应用遍及大屏幕彩色显示、车辆及交通、多媒体显像、LCD背光源、光纤通讯等领域。白光LED照明更是引起了各个国家的高度重视,日本、美国、欧洲以及我国都相继启动了有关白光照明的研究项目。本文就LED制作过程中出现的困难,着重研究了GaN基LED制作中的p型欧姆接触电极的制作,以及透明导电材料:掺锡氧化铟(ITO)的制备,并对GaN基LED进行了试做,得出了以下的结果:
(1)采用Ni/Au作为p型欧姆接触电极,通过实验得到,540℃是退火的最佳温度。金属层厚度过厚或者过薄都会使电阻率增大。而在p-GaN上用磁控溅射沉积Ni(20nm)/Au(40nm)的条件下,在空气中快速退火300s,得到最佳接触比电阻率为1.09×10<-5>Ω·cm<2>。
(2)ITO薄膜制备过程中,氧流量的改变,使得薄膜氧含量不同,从而导致薄膜方块电阻和透过率随着退火温度的升高,其变化规律不尽一致。通过实验,我们得到透过率为90%以上,方块电阻较小的样品。
(3)论文最后根据GaN基LED的制作流程,进行了试做及测试,经过对发光亮度,发光功率,反向漏电流等参数的综合优化,获得了高亮度GaN蓝光LED的最终性能指标:发光波长:455~460nm;正向电压:3.22~3.27V;发光功率:>6mW(I<,F>=20 mA);反向漏电流:<0.05μA(V<,R>=5V)。