RIE技术制备p-n结型GaN蓝光LEDs

自从Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ等人成功地制备了ＧａＮ／ＧａＩｎＮ／ＡｌＧａＮ蓝、绿光ＬＥＤｓ以来，ＧａＮ及其相关化合物的材料生长和器件工艺得到了广泛地研究．由于ＧａＮ材料不同于传统的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料，因此其器件的加工工艺，如欧姆或肖特基接触的形成、...

Si衬底GaN基蓝光LED老化性能

报道了芯片尺寸为500μm×500μm硅衬底GaN基蓝光LED在常温下经1000h加速老化后的电学和发光性能,其光功率随老化时间的变化分先升后降两个阶段;老化后的反向漏电流和正向小电压下的电流均有明显的增加;老化后器件的外量子效率(EQE)比老化前低;老化前后EQE衰减幅度在不同的注入电流下存在明显差异,衰减幅度最小处出现在发光效率最高时对应的电流密度区间。

高亮度GaN基蓝光与白光LED的研究和进展

GaN基蓝光LED高亮度化对传统照明光源带来了很大冲击。简述了GaN材料和GaN基蓝光LED器件结构的发展,阐述了为了改善LED性能的一些新措施、LED在照明光源上的应用优势,给出了白光LED的常用制备方法以及最新的研究成果。最后,提出了需要着重解决的问题。

SiN钝化膜对Si衬底GaN基蓝光LED性能影响

利用等离子辅助化学气相沉积(PECVD)系统在垂直结构Si衬底GaN基蓝光LED芯片上生长了SiN钝化膜,并对长有钝化膜及未作钝化处理的LED在不同条件下进行了老化实验,首次研究了SiN钝化膜对垂直结构Si衬底GaN基蓝光LED可靠性的影响。实验发现:经过30mA、85℃、24h条件老化后,未作钝化处理的Si衬底GaN基蓝光LED的平均光衰为11.41%,而长有SiN钝化膜的LED平均光衰为6.06%,SiN钝化膜有效地改善了LED在各种老化条件下的光衰,另外,SiN钝化膜缓解了Si衬底GaN基蓝光LED老化过程中反向电压(Vr)的下降,但对老化后LED的抗静电击穿能力(ESD)没有明显的影响。

InGaN/AlGaN双异质结蓝光和绿光发光二极管

报道了用LP MOVPE技术在蓝宝石 (α Al2 O3)衬底上生长出以双掺Zn和Si的InGaN为有源区的蓝光和绿光InGaN/AlGaN双异质结结构 ,并研制成功发射波长分别为 4 30～ 4 50nm和 52 0～ 540nm的蓝光和绿光LED。据查 。

GaN基蓝色LED的研究进展

介绍了GaN材料的基本特性、GaN材料适于做蓝光LED的优势以及具有典型代表意义的GaN基LED器件,讨论了该领域国际最新研究出的蓝光LED和工作原理;从其发展进程中不难看出,改变器件结构、提高材料质量或采用新型材料使GaN基蓝光LED的光谱质量和量子效率有了本质提高.同时就制备过程中的关键工艺技术(包括p型掺杂、退火温度、欧姆接触等)及国内外研究进展进行了探讨,对GaN基LED的发展方向及应用前景提出了展望.

MOVPE生长的GaN基蓝色与绿色LED

报道用自行研制的LP-MOVPE设备， 在蓝宝石（α-Al2O3）衬底上生长出以InGaN为有源区的蓝光和绿光InGaN/AlGaN双异质结结构以及InGaN/GaN量子阱结构的LED， 其发射波长分别为430～450nm和520～540nm。

生长温度对InGaN/GaN多量子阱LED光学特性的影响

利用低压MOCVD系统,在蓝宝石衬底上外延生长了InGaN/GaN多量子阱蓝紫光LED结构材料。研究了生长温度对有源层InGaN/GaN多量子阱的合金组分、结晶品质及其发光特性的影响。结果表明当生长温度从730℃升到800℃时,LED的光致发光波长从490 nm移到380 nm,室温下PL谱发光峰的半高全宽从133 meV降到73 meV,表明了量子阱结晶性的提高。高温生长时,PL谱中还观察到了GaN的蓝带发光峰,说明量子阱对载流子的限制作用有所减弱。研究表明,通过改变生长温度可以对LED发光波长及有源层InGaN的晶体质量实现良好的控制。

GaN基绿光LED材料蓝带发光对器件特性的影响

分析比较了在不同外延生长条件下 Ga N基高 In组分绿光 L ED材料室温和低温 10 K下光致发光谱中蓝带发光峰 ,研究了外延结构中 p型层蓝带峰发光特性对材料晶体质量和器件电光转换效率的影响 .结果表明 :通过优化 p型层的外延生长条件 ,可有效降低和消除其蓝带发光峰较之多量子阱主峰的相对强度 ,有利于提高 L ED器件特别是高 In组分绿光 L ED器件在同等注入电流条件下的发光功率 .

GaN的MOVPE生长和m－i－n型蓝光LED的试制

利用自行研制的常压ＭＯＶＰＥ设备和全部国产ＭＯ源，采用低温生长缓冲层技术，在蓝宝石（α－Ａｌ２Ｏ３）衬底上获得了高质量的ＧａＮ外延层。未掺杂的ＧａＮ外延层的室温电子迁移率已达１１４ｃｍ２／Ｖ．ｓ，载流于浓度为２×１０１８。７７Ｋ光致发光谱近带边发射峰波长为３６５ｎｍ，其线宽为４ＤｍｅＶ。Ｘ射线双晶衍射回摆曲线的线宽为３６０ａｒｃｓｅｃ。用Ｚｎ掺杂生长了绝缘的ｉ－ＧａＮ层。在此基础上研制了ｍ－ｉ－ｎ型ＧａＮ的ＬＥＤ，并在室温正向偏压下发出波长为４５５ｎｍ的蓝光。

高亮度GaN基蓝色LED的研究进展

超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命,它是目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文综合分析了了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术,并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了展望。

静电对Si衬底GaN基蓝光LED老化寿命的影响

对几组本工程中心研制的S i衬底GaN基蓝光二极管(LED)施加了不同静电击打后,分别在30、50和70mA的驱动电流下进行了老化实验对比,施加静电电压分别为0、100、500和1 000 V。研究对比了1 000 V范围内的静电对S i衬底上GaN基蓝光LED老化寿命的影响,并对相关实验现象进行了分析。结果表明在1000V范围内施加不同的静电对其寿命没有明显的影响。

GaN基蓝光LED峰值波长蓝移现象分析及解决措施

分析了引起GaN基蓝光LED峰值波长不稳定的原因,它是由多量子阱区内极化效应引起的量子限制斯塔克效应造成的。讨论了通过弱化压电场,采用四元系结构,优化外延材料的生长条件和总应变量等措施来提高波长的稳定性,并指出了提高GaN基蓝光LED峰值波长稳定性的最优方案。

蓝光LED和GaN PD集成芯片双向照明通信性能研究

针对LED照明通信集成芯片的应用,设计了一种包括蓝光LED和GaN PD的双向通信集成芯片。工作时蓝光和紫外光形成两路光通信。集成芯片的小尺寸可使LED照明通信减少一半的灯珠数量以利于缩小系统体积。对集成芯片采用串口通信协议和开关键控(OOK)调制解调装置进行单向、双向通信测试及分析。实验结果显示,集成芯片实现单向照明通信时,紫外通信误码率在10-6以下,在双向通信且蓝光LED电流密度不大于2.8mA/mm2时,紫外通信误码率在10-3以下。

GaN基蓝光LED关键技术进展

以高亮度GaN基蓝光LED为核心的半导体照明技术对照明领域带来了很大的冲击,并成为目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文首先综述了GaN基材料的基本特性,分析了GaN基蓝光LED制程的关键技术如金属有机物气相外延,P型掺杂,欧姆接触,刻蚀工艺,芯片切割技术,介绍了目前各项技术的工艺现状,最后指出了需要改进的问题,展望了末来的研究方向。

SiC和GaN系列蓝色发光二极管的研制

本文简述了Sic和GaN材料的制备过程及以该材料为基础所制造的蓝色发光二极管的制作方法和发光特性。

GaN蓝光LED电极接触电阻的优化

通过分析LED的工作电压和晶圆上两相邻N电极间电阻来讨论快速退火(RTA)和表面处理对GaN基蓝光LED接触电极的影响。研究了p-GaN表面处理对Ni/Au与p-GaN接触电阻的影响。结果表明,用KOH清洗p-GaN表面比用HCl清洗更能有效地改善Ni/Au与p-GaN的接触电阻。讨论了在氧和氮混合气氛下两种退火温度对P电极接触电阻的影响,当退火温度从570℃升到620℃时接触电阻升高。研究了氮气氛下不同退火温度和时间对LED电极接触的影响,发现在480℃下连续退火对N接触有利,但却使P接触变差,而450℃、10 min的氮气氛退火能同时得到较好P接触和N接触。

刻蚀深度对Si衬底GaN基蓝光LED性能的影响

在Si衬底上生长了GaN基LED外延材料,将其转移到新的硅基板上,制备了垂直结构蓝光LED芯片.本文研究了这种芯片在不同n层刻蚀深度情况下的光电特性.在切割成单个芯片之前,对尺寸为200μm×200μm的芯片分别通高达500mA的大电流在测试台上加速老化.结果表明:刻蚀深度为0.8和1.2μm的芯片相对于刻蚀深度为0.5μm的芯片,其正向电压更低且光强衰减更慢,抗静电性能随老化时间变得更稳定;刻蚀深度为0.8μm的芯片抗静电性能强于刻蚀深度为1.2μm的芯片.

影响GaN基蓝光LED能带结构与光谱特性关系的仿真研究

本文采用Silvaco TCAD软件对GaN基InGaN/GaN量子阱蓝光发光二极管(LED)的光谱特性进行了仿真研究。研究结果表明:光谱会随着注入电压的增加而产生蓝移现象,并出现0.365μm处的紫外光发光峰;发光效率在正向电流较小时增长很快,随着正向电流进一步增加而逐渐趋于饱和;随着量子阱中In组分和量子阱阱层厚度的增加,发光光谱出现红移现象,并且发光效率下降。仿真结果对GaN基InGaN/GaN量子阱结构蓝光LED的设计和优化提供一定的依据。

基于离子注入制备的InGaN横向Micro-LED阵列

采用离子注入工艺在InGaN/GaN量子阱蓝光LED结构的p-GaN层形成高阻态隔离区域,实现了最小4μm超小尺寸高光效Micro-LED阵列的制备,并系统研究了氟离子注入隔离工艺制备的横向结构Micro-LED阵列的电学和光学性能。实验结果表明,在采用的离子注入能量范围内,氟离子在p-GaN层中的注入深度越深,对应器件的电学和光学隔离效果越好。当离子注入能量为60 keV时,Micro-LED阵列具有相对最佳的光电效果,同时基于该离子注入能量制备的4μm超小尺寸Micro-LED阵列的光功率密度高达200 W/cm2,展现了离子注入工艺在新一代Micro-LED微显示芯片中的应用潜力。