ICP刻蚀p-GaN表面微结构GaN基蓝光LED

采用基于Cl2/Ar/BCl3气体的感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了p-GaN表面具有直径3 μm、周期6 μm的二维圆孔微结构GaN基蓝光LED,研究了刻蚀深度对光荧光(PL)和发光二极管(LED)光电特性的影响.结果表明,刻蚀深度为25 nm的表面微结构,与传统平面结构相比,其PL增强了42.8%;而采用ITO作为透明电极的LED,在20 mA注入电流下,正面出光增强了38%、背面出光增强了10.6%,同时前向电压降低了0.6 V,反向漏电流基本不变.     

半导体照明中的非成像光学及其应用

以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源,具有其他传统光源无法比拟的诸多优点,被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势,利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计,以高端半导体照明光源的制造为突破点,带动整个半导体照明产业的快速进步,已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用,并通过设计实例,介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。     

基于BCl3感应耦合等离子体的蓝宝石光滑表面刻蚀

利用Ar/BCl3、Cl2/BCl3和SF6/BCl3感应耦合等离子体(ICP),研究了蓝宝石(Al2O3)材料的干法刻蚀特性.实验表明,优化BCl3含量(80%),可以提高对Al2O3衬底的刻蚀速率;在BCl3刻蚀气体中加入20%的Ar气可以在高刻蚀速率下同时获得优于未刻蚀Al2O3衬底表面的光滑刻蚀表面和较好的刻蚀侧壁,原子力显微镜(AFM)分析得到最优刻蚀平整度为0.039 nm,俄歇电子能谱(AES)分析其归一化Al/O原子比为0.94.     

热退火对Mg掺杂InGaN/GaN异质结特性的影响

系统地研究了氧气氛围中退火温度对Mg掺杂InGaN/GaN异质结电学特性及光学性能的影响.电流电压特性和表面方块电阻的测试表明,与p-GaN相比,p-InGaN/GaN异质结的最佳退火温度较低,而且容易与非合金化的Ni/Au电极形成欧姆接触.分析认为InGaN具有的较小带隙能量和p-InGaN/GaN异质结中存在强烈的极化效应以及InN较高的平衡蒸汽压是引起以上结果的主要原因.p-InGaN/GaN异质结10 K的光致荧光光谱中存在两个分别位于2.95 eV和2.25 eV的发光峰,随着材料退火温度的提高,这两个发光峰的强度逐渐降低.提出了类施主补偿中心参与的与H相关的络合物与Mg受主的复合发光机制,对退火前后光致荧光光谱的变化进行了解释.     

基于Ni/Ag/Pt的P型GaN欧姆接触

提出了新型的Ni/Ag/Pt结构作为具有高光学反射率、低比接触电阻率(SCR)的p-GaN欧姆接触电极。在Ni/Ag/Pt厚度分别为3 nm/120 nm/2 nm的条件下,在500℃、O2气氛中退火3 min,获得了80%的光学反射率(460 nm处)和4.43×10-4Ω.cm2的SCR,样品的表面均方根(RMS)粗糙度约为8nm。俄歇电子能谱(AES)分析表明,Pt很好地改善了Ag基电极退火后的表面形貌,Ni、Ag对形成良好的欧姆接触起了重要的作用。     

半导体照明关键技术研究

以GaN基功率型发光二极管为核心的半导体照明光源,已经展示了广阔的应用前景,但其流明效率和公认的200 lm/W的路线图目标相比还有较大的发展空间.从材料外延、管芯制作、器件封装和系统应用等方面介绍了半导体照明关键技术的最新进展,其中包括清华大学集成光电子学国家重点实验室的研究成果,并展望了未来的研究方向.