ITO透明電極及紅光LED可靠性研究.pdf

1、LED具有長壽命、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點，在綠色照明領(lǐng)域有著巨大的優(yōu)勢。LED器件研究中最核心的內(nèi)容提高芯片的外量子效率。在影響外量子效率提高的諸多因素中，電流擴展是很重要的因素。傳統(tǒng)的GaP電流擴展層存在成本過高、外延質(zhì)量差的缺點。由于ITO的高透過率和低電阻率，用ITO透明導(dǎo)電膜作為電流擴展層的技術(shù)較好的解決了這一問題，降低了擴展層的厚度，并降低了芯片的成本。
　　 本論文在國家863項目（No2009AA03A1A

2、3，N02008AA03A192）、國家科技重大專項項目（2008ZX10001-014），科技部技術(shù)創(chuàng)新基金項目（No：09C26221100138）等項目的支持下，針對ITO在紅光LED中的應(yīng)用，著重研究了LED制備工藝過程中快速熱退火對ITO，ITO/GaP接觸及整個基于ITO的紅光LED特性的影響，同時對這種紅光LED器件可靠性進行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1）利用范得堡法研究快速熱退火對ITO光電性能的影響。利

3、用Hall測試對經(jīng)過不同退火條件下ITO的電學特性進行研究，發(fā)現(xiàn)ITO載流子濃度在435℃時達到最大，4.2x1021cm-3，而且電阻率也是最低。載流子濃度和遷移率呈現(xiàn)的都是先上升后下降。同時分析了如果ITO做為LED的電流擴展層，435℃退火的ITO電阻最小而最有利于電流擴展，從而能提高LED光電特性。
　　 2）利用開爾文法研究快速熱退火對ITO/GaP歐姆接觸特性的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同溫度的快速熱退火后，所有實驗樣

4、品接觸特性都是歐姆接觸。而在N2環(huán)境，435℃條件下快速熱退火40s，ITO/GaP的歐姆接觸最好，4.3×10-3Ωc㎡。通過Hall測試和俄偈電子能譜測試結(jié)果，得出ITO/GaP歐姆接觸特性隨退火變化的原因主要是ITO載流子濃度變化和ITO與GaP之間元素的相互擴散從而形成復(fù)雜的界面層。
　　 3）制備了用300nm ITO做為電流擴展層的AlGaInP紅光LED，研究了快速熱退火對AlGaInP紅光LED光電性能的影響。隨

5、著退火溫度的升高，LED的光強是先增加后下降而電壓是先下降后上升?？偨Y(jié)出對于具有ITO的AlGaInP紅光LED的最佳退火溫度是435℃。通過前面的研究得出ITO電學性能隨退火溫度的變化是影響AlGaInP紅光LED隨退火溫度變化的主要原因。
　　 4）研究了ITO對AlGaInP紅光LED的可靠性影響。AIGaInP紅光LED具有高靠性，但在大電流的做用下，其電壓會急劇升高，這是由于ITO的退化造成的。而ITO與GaP的熱膨脹