GaN基LED的优化设计及γ辐照对GaN基白光、蓝光的光电.ppt

GaN基LED的优化设计及γ辐照对GaN基白光、蓝光的光电特性影响 一、GaN基LED电极形状的优化设计 二、GaN基LED的制成工艺及结果分析 三、γ辐照对GaN基白光和蓝光LED的光学和电学特性影响 四、展望 研究背景 在GaN 基LED 发展中主要存在着三个方面的问题：①器件内部量子效率的提高；②光提取效率的提高；③器件的电流扩展和散热。在器件的内部量子效率、光提取效率和散热方面，国内外研究比较多，提出了很多提高效率的办法，诸如有源区结构优化、倒封装技术的应用、表面粗化和倒金字塔结构的提出等等。应用有效的封装结构和封装技术使得LED 的散热特性得到了进一步的提高。 器件表面电极的结构以及欧姆接触的制作对改善器件电流扩展是非常重要的，通过优化电极结构可以优化电流扩展分布，减少器件的串联电阻，进而减少焦耳热的产生。尤其对大功率的LED，由于其尺寸较大，电流聚集效应更加明显。 因此，优化GaN 基LED 的电极形状，减少电流聚集效应，改善电流扩展特性，使其电流分布更为均匀，对提高GaN 基LED 的光电性能具有重要作用。 研究方法 理论模型 ①.DRIFT-DIFFUSION MODEL——漂移扩散模型 器件模拟 器件模拟 器件模拟 器件模拟 器件模拟 版图设计 版图设计 版图设计 GaN LED制程——前段工艺 GaN LED制程——后段工艺 流片实验 流片实验一——Without ITO 流片实验主要是将模拟设计的各种电极形状直接应用到实际芯片生产，并通过比较实际采用不同电极形状芯片的光电特性，并对照模拟设计部分的结果，最终确定出性能优越的电极形状。 外延片基本信息：厂商为南亚，外延片号为厂商出货批号为5553(200)-00109，波长为469.0222nm，亮度为153.3333mcd，电压为3.2675V，面积为3.14inch2，尺寸为2inch。 流片实验一——Without ITO 流片实验一——Without ITO 流片实验一——Without ITO 流片实验一——Without ITO 流片实验二——With ITO 流片实验二——With ITO 流片实验二——With ITO 总 结： ① 芯片电压达到了日常生产应用的要求。各芯片电极的电压在3.21V左右，，这个主要是由于本次流片采用透明电极ITO，再加上优化的不透明电极，电流得到了很好的扩散，电流分布都比较均匀，所以，电压都在3.5V以下，最小的只有3.1V。 ② 芯片亮度达到了外延厂商提供的参数。各芯片电极的亮度主要分布在74.89mcd左右，而外延厂商提供参数为71.24 mcd，主要是集合了优化的电极和透明电极ITO，芯片电流得到了均匀的分布，出光效率得到了提高。 ③ 普通指形电极的电特性相对最好，比传统的对角电极的性能可以提高10.28%；而优化的对称型指形电极和树形电极的IV特性分别位居第二、三。 ④ 对边电极的光特性相对最好，比传统对角电极的亮度可以提高7.77%；而优化的对边电极和传统对角电极的亮度特性分别位居第二、三。 ⑤ 芯片的IV特性与亮度特性并不是具有良好的一致性，各电极形状的电压特性和亮度特性并不具有明显的直接联系。普通指形电极的IV特性最好，但亮度特性位居第五；对边电极的亮度特性最好，但其IV特性位局位居第十二。 流片实验二——With ITO ⑥ 各电极的波长和亮度特性具有良好的一致性，对边电极、环行电极Ⅰ、环行电极Ⅱ、对称型指形电极、h形指形电极和树形电极等六种电极的二者性能排序完全一样。 ⑦ 综合考虑波长、电压和亮度等性能，普通指形电极、环行电极Ⅲ和环行电极Ⅱ等三种电极的光电特性是比较优越 。 设计实验流程，得到辐照对GaN薄膜的损伤辐照条件。 GaN薄膜在辐照后结构、形态、发光特性的影响。 通过辐照前后GaN基发光二极管的测试分析，研究其失效机理。 GaN抗辐照的实验研究，作为重离子探测器应用的可能性。 谢谢！ Fig.3 LED发光光谱发光强度随辐照剂量变化 LED黄光荧光粉 蓝光部分 剂量-色纯度 Fig.4 (L0/L)-1随吸收剂量增加的变化关系。 白光 蓝光 主波长-蓝光峰值-黄光峰值 辐照后的少数载流子寿命可以表示为： 蓝光LED色坐标 白光LED色坐标 四、展望 GaN的相关的快重离子辐照实验 * 2009年全国核反应会议 2009年4月10－17日 湖南长沙 项目成员：张俊兵 金豫浙 林岳明 扬州大学物理科学与技术学院 225002 扬州华夏集成光电有限公司， 225009 曾祥华 一、GaN基LED电极形状的