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(wèn)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(jìn)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(diǎn)針對(duì)材料特性、器件結(jié)構(gòu)、工作原理以及制作工藝進(jìn)行分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工藝制備過(guò)程,從而大幅度提高紅光LED的外量子效率,進(jìn)一步提高紅光LED的發(fā)光效率。 首先,論文對(duì)LED器件的材料特性

2、作了簡(jiǎn)要說(shuō)明,論述了LED的發(fā)光機(jī)理,從理論上對(duì)高亮度多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)LED進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)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(diǎn),深入地分析了量子阱中載流子的輸運(yùn)機(jī)制,并簡(jiǎn)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(duì)此新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(cè)試其光、電

3、性能參數(shù)。優(yōu)化工藝制備過(guò)程以及版圖設(shè)計(jì),重點(diǎn)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(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了驗(yàn)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(shí)際的解釋。利用計(jì)算機(jī)模擬方法,根據(jù)光傳輸矩陣的相關(guān)公式,模擬計(jì)算了對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)下的SiO2/Au、銦錫氧化物(Indiuim Tin Oxide,ITO)/Au的反射率變化,模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一

4、致。針對(duì)模擬器件制備中常用的幾種ODR結(jié)構(gòu),對(duì)于LED器件就A1/SiO2,Al/ITO,Au/SiO2,Au/ITO構(gòu)成的ODR結(jié)構(gòu),對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng),不同退火溫度下對(duì)于反射率的影響進(jìn)行了研究。并且用實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行了驗(yàn)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(shí)際的背面粗化的工藝制備方法,制備出實(shí)際的背面粗化的紅光LED器件。討論了不同粗化顆粒大小對(duì)于LED