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大功率低成本的功率型LED芯片是固态照明技术未来发展的核心,然而诸如电流拥挤、efficiency droop效应、芯片的热效应等技术难题一直限制着LED功率的进一步发展,解决这些技术难题是实现低成本的功率型LED芯片的关键所在。嵌入式电极结构作为一种新的LED芯片结构,在LED芯片大尺寸大功率的发展方向上具有巨大潜力。本文以结构设计为切入点,探究了嵌入式电极结构LED芯片的仿真设计与工艺优化,解决了 LED芯片内的电流拥挤问题。主要研究内容与结论如下:1、利用APSYS仿真软件模拟了插入GaN/AlGaN超晶格结构后的嵌入式电极结构LED芯片物理模型,发现超晶格结构对于电流扩展的作用随着AlGaN掺杂浓度的降低以及Al组分的增加而增强,但同时也由于势垒的作用使得工作电压增大。结合生产实际选用掺杂浓度为2×1018 cm-3的GaN/Al0.12Ga0.88N超晶格层引入现有的LED外延结构中并制成芯片,结果显示亮度提升超过3%,电压升高0.02 V,实际的光电效率提高1.4%。2、对比了 Cr/Al基四元金属与Ti/Al基四元金属的欧姆接触特点与热稳定性。Cr/Al基金属沉积后即可形成欧姆接触,接触电阻率为8.82×10-5Ω·cm-2,并且在较高温度退火时仍能保持相当的欧姆接触性能,证明了 Cr/Al基四元金属层更加适合嵌入式电极结构LED芯片制备。3、讨论了刻蚀与表面处理工艺对于Ga面GaN表面能带弯曲程度的影响。证明了使用Cl2&N2混气体进行ICP刻蚀,结合电极蒸镀前使用SPM溶液进行表面清洁处理能够使n-GaN的表面能带弯曲由1.4 eV降低至0.54 eV,因此接触电阻率大幅度降低至4.41×10-5 Q·cm-2。最终制备成LED器件时,统计数据显示优化的工艺降低了 0.1 V的工作电压并大幅度收窄了分布范围。