高亮度紅光ODR結(jié)構(gòu)LED的研究.pdf

1、高亮度LED存在的主要問題是發(fā)光效率不夠高,不足以取代熒光燈。究其本質(zhì)就是要提高LED的提取效率。因此,如何進一步提高發(fā)光二極管的提取效率,是提高LED發(fā)光效率的最佳途徑。 本論文旨在研制一種新型薄膜AlGaInP基高亮度紅光LED器件,重點針對材料特性、器件結(jié)構(gòu)、工作原理以及制作工藝進行分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工藝制備過程,從而大幅度提高紅光LED的外量子效率,進一步提高紅光LED的發(fā)光效率。 首先,論文對LED器件的材料特性

2、作了簡要說明,論述了LED的發(fā)光機理,從理論上對高亮度多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)LED進行了分析。通過對比雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的有源區(qū),詳細(xì)剖析了MQW LED的優(yōu)點,深入地分析了量子阱中載流子的輸運機制,并簡單介紹了LED的重要的電學(xué)以及光學(xué)特征參數(shù)。 其次,研制了新型薄膜全方位反射AlGaInP基高亮度紅光LED器件。針對此新型結(jié)構(gòu)特點,提出相符合的工藝制備方法,制備出具有高反射率全方位反射鏡的薄膜AlGaInP LED,并測試其光、電

3、性能參數(shù)。優(yōu)化工藝制備過程以及版圖設(shè)計,重點研究ODR反光鏡,鍵合,GaAs襯底的剝離等關(guān)鍵工藝。 再次,論文中模擬了幾種常用ODR反光鏡結(jié)構(gòu)的反射率,并運用實驗方法進行了驗證。分析了ODR反光鏡的反射率的退火溫度特性并在理論上給出符合實際的解釋。利用計算機模擬方法,根據(jù)光傳輸矩陣的相關(guān)公式,模擬計算了對應(yīng)不同波長下的SiO2/Au、銦錫氧化物(Indiuim Tin Oxide,ITO)/Au的反射率變化,模擬與實驗結(jié)果基本一

4、致。針對模擬器件制備中常用的幾種ODR結(jié)構(gòu),對于LED器件就A1/SiO2,Al/ITO,Au/SiO2,Au/ITO構(gòu)成的ODR結(jié)構(gòu),對應(yīng)不同波長,不同退火溫度下對于反射率的影響進行了研究。并且用實驗的方式進行了驗證。并分析了此結(jié)果的產(chǎn)生的原因。 最后,研制了背面粗化的新型薄膜全方位反射AlGaInP基高亮度紅光LED器件。研究實際的背面粗化的工藝制備方法,制備出實際的背面粗化的紅光LED器件。討論了不同粗化顆粒大小對于LED