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得益于GaN基LED的重大突破,可见光通信逐渐发展并拥有广阔的应用前景,成为当下的研究热点。由于GaN是宽禁带的直接带隙半导体材料,GaN基LED具有很高的发光效率,并且已经在照明和显示方面有着广泛的应用基础。另一方面,作为可见光通信系统中的蓝绿光光源,GaN基LED不仅可以极大地降低系统成本,还可以大幅度提高可见光通信系统的实用价值。LED的调制带宽是影响可见光通信系统传输速率的关键因素之一,然而,对于GaN基LED的调制带宽的研究仍然不够完善和深入。本论文旨在探究影响LED调制特性的因素,特别是我们制作了不同尺寸的LED混合阵列,研究了不同尺寸对LED的调制带宽、电学特性等的影响。主要研究工作与成果如下:1.设计了一套实验流程来制备不同尺寸的LED混合阵列。每个单元内包含12个尺寸的LED器件,包含直径分别为30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm 的微尺寸器件和直径分别为 150μm、2000μm、250μm、300μm的大尺寸器件,每个单元内所有器件共用n型电极且外置每个器件的p型电极。2.搭建了一套LED调制带宽测试系统,可快速测量系统的频率响应曲线,得到-3dB带宽值。该系统支持最大测试带宽为1.2GHz,波长范围为200-1100nm的测试。测试系统采用网络分析仪来记录频率响应曲线。3.研究了不同尺寸对器件电流-电压特性、功率-电流特性和电致发光特性的影响。随着器件尺寸的增加,串联电阻逐渐减小,开启电压逐渐减小,最大光功率逐渐增加,表明器件尺寸对于LED的性能有直接影响。随着电流的增加,同一器件的发光峰出现蓝移,但在相同的电流密度下,不同尺寸器件的发光峰是几近相同的,表明发光区内建电场的屏蔽效应依赖于注入的载流子密度。4.通过对不同尺寸和电流条件下各器件调制带宽的测试,研究了影响器件调制带宽的因素。其中,直径3μm的器件在110mA下调制带宽可达165MHz左右。对于同一个器件,随着电流的增加,电流密度增加,载流子复合寿命减小,调制带宽逐渐增加。对于不同尺寸的micro-LED器件,相同电流密度下的调制带宽是相近的,结果表明载流子复合寿命是影响调制带宽的主要因素。