【摘 要】
：
作为环保节能的新一代绿色光源和照明技术,大功率LED近年来得到快速发展,但仍然存在散热不畅的瓶颈.由于缺乏同质衬底,GaN材料的生长主要采用异质外延的方法,通常选用蓝宝石作为异质外延的基底.但蓝宝石基底导热性差,使器件在工作时产生的热量不能够有效地传递到热沉上去,从而导致LED器件工作时的结温急剧升高,不仅降低了器件发光效率,也缩短器件的寿命.
【机 构】
：
厦门大学信息科学与技术学院,电子工程系,微纳光电子研究室,厦门361005
论文部分内容阅读
作为环保节能的新一代绿色光源和照明技术,大功率LED近年来得到快速发展,但仍然存在散热不畅的瓶颈.由于缺乏同质衬底,GaN材料的生长主要采用异质外延的方法,通常选用蓝宝石作为异质外延的基底.但蓝宝石基底导热性差,使器件在工作时产生的热量不能够有效地传递到热沉上去,从而导致LED器件工作时的结温急剧升高,不仅降低了器件发光效率,也缩短器件的寿命.
其他文献
氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)及其激光器(LD)作为重要的可见-紫外波段半导体固体光源,备受研究者关注.对于大功率氮化镓(GaN)基LED,效率降低(droop)效应一直是限制其发展的关键因素,而激光器由于利用受激辐射机制,其发光效率远远高于发光二极管.
在利用MOCVD设备生长GaN材料时，很难避免C杂质的进入。而C的存在会对材料性能有诸多影响，为此弄清C在GaN外延薄膜中的浓度及分布状况，对有效控制GaN材料中的C污染，提高相关器件性能无疑是非常重要的。本文利用二次离子质谱仪(SIMS)定量分析了C在GaN薄膜中随深度的变化。
本文采用了液氮循环制冷变温光电测量探针台分别探究了蓝光和绿光LED的电学特性,变温范围涵盖10K-350K.图1为不同温度下测得的蓝光和绿光LED正向伏安特性(半对数坐标).从图中可以看出,在低偏压和中偏压区,分别出现了两段不同斜率线性依赖区域(定义为1区和2区).经过拟合其特征能量ET与相应的理想因子n,可以得出低偏压和中偏压区均发生的是载流子遂穿过程,且两者遂穿的主体分别是电子和重空穴.值得一
通过变温光致荧光谱和阴极荧光谱等实验手段对于与GaN晶格匹配的InxAl1-xN (x=17.3％)厚膜材料中In组分空间均匀性进行了研究,同时将实验结果与类似组分的InGaN材料进行了比较.发现两者虽然同为含In体系,但是在InAlN材料中并未表现出与InGaN相似的In组分明显的空间不均匀性.
Ⅲ族氮化物材料包括InN、AlN、GaN及其合金体系,因其优良的物理化学特性,广泛应用于电子器件及光电子器件.其中InAlN三元合金,在In组份接近0.18时可实现与GaN的面内晶格匹配,同时InAlN材料具有宽禁带高折射率的特点,在InAlN/GaN高迁移率晶体管、布拉格反射镜和激光器等领域具有较大优势.
制备了与AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构与特性等效的AlGaN/GaN异质结肖特基二极管,采用步进应力测试比较了不同栅压下器件漏电流的变化情况,然后基于电流-电压和电容-电压测试验证了退化前后漏电流的传输机制,并使用失效分析技术光发射显微镜(EMMI)观测器件表面的光发射,研究了漏电流的时间依赖退化机制.
本文主要是通过APSYS模拟分析软件,研究了三种不同In含量的InGaN发光二极管的发光特性及其物理机制.研究中所用器件为1m×1m垂直结构,包含2μm n-GaN(掺杂浓度为5×1018cm-3),5个InxGa1-xN/GaN有源层(三种结构的In含量分别为:x=0.15,0.22,0.30),20nm的p-Al0.2Ga0.8N(p型掺杂浓度为1×1018cm-3)电子阻挡层,0.2μm p
近年来,氮化物半导体InGaN材料以其优越的光伏特性,吸引人们探索其在太阳能电池方面的应用.InN带隙的重新修正,意味着InGaN材料的带隙随In组分的变化可以在3.4eV (GaN)到0.65eV(INN)之间连续可调,其对应的吸收光谱从紫外(365nm)一直延伸到近红外(1900nm),几乎覆盖整个太阳光谱,相比于其它的材料体系,InGaN合金更容易满足多结电池对材料带隙的要求,这给进一步提高
利用氢化物气相外延法(HVPE)生长GaN半导体,通常使用的蓝宝石衬底与GaN晶格失配高达14％,这样会在生长过程中产生很多位错.研究人员提出了许多估算GaN晶体位错密度的方法,目前在半导体研究领域广为接受的是腐蚀法,利用腐蚀坑密度(EPD)来表征晶体的位错密度.
AlN(氮化铝)的禁带宽度为6.1eV,具有高热导率、高电阻率等优异性能,与高Al组份的AlGaN材料晶格更匹配,是一种研制紫外、深紫外光电器件、高温大功率电子器件和高频微波器件的理想材料[1-2],在导弹探测、保密通讯等军事领域,以及医学治疗、污染处理、高密度数据存储、材料加工等民用领域具有重大的应用前景.