高压发光二极管的设计与制备

• 作 者: 曹东兴
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 氮化镓 高压发光二极管 正梯形 图形化蓝宝石衬底 发光效率

发光二极管(LED)是直接将电能转化为可见光的固态半导体光源,具有低能耗、高亮度、长寿命、无污染、易集成、色彩丰富、低压安全、响应时间短等优点。因此,发展LED产业受到各国政府的高度重视。在应用端的需求下,高压发光二极管的概念被提了出来,基于技术限制,目前台湾和韩国的水平处于领先地位,大陆企业还处于起步研发阶段。　　
本文很早就关注高压发光二极管的研究,同时开发新工艺以实现高压发光二极管的制备,不断提高其光电参数特牲。　　
高压发光二极管的制备:　　
1.光刻版设计优化,高压发光二极管工作电压为40V-50V(I≤20mA),由此设计单颗高压发光二极管芯片的晶粒数目约为14到16颗,光刻版设计同时要符合制备工艺要求；　　
2.实验流程优化,测试发现首先制作绝缘隔离槽,然后制备N-GaN台面,而且电极连接电路与打线电极共同使用一步光刻工艺流程制得的芯片,其发光效率和整体良率要远远优于其他实验流程制备的芯片；　　
3.高压发光二极管芯片结构优化,调整芯片制备工艺,采用图形衬底(PSS)的外延片制备的正梯形晶粒结构的高压发光二极管,相对于其他结构,发光效率最高,在20mA驱动时,光效高达116.061m/w。　　
4.调整晶粒尺寸和电极尺寸,得到最优晶粒尺寸。测试发现晶粒形状为矩形时芯片中的电流分布比较均匀,且发光亮度均匀。在不影响电性的前提下,电极尺寸宽度较小时,晶粒亮度较高。