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。     

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.     

蓝光LED的新进展和GaN蓝光激光二极管的诞生

本文综述了蓝光ＬＥＤ和激光二极管的新进展。氮化镓材料系作为未来短波半导体光源的优质日益明显，以ＧａＮ为基的超高亮度的蓝，绿光ＬＥＤ获得重大进展，以ＧａＮ为基的蓝光激光二极管也已诞生。本文着重了介绍了ＧａＮ蓝光器件衬底的种类和制备方法，对量子阱ＬＥＤ和新诞生的多量子阱ＩｎＧａＮ蓝光激光二极管的结构及特性也进行了重点介绍。     

垂直结构GaN基LED用Ni/Ag反射镜电极

Ni/Ag/Ti/Au金属系反射镜电极广泛用于GaN基垂直结构发光二极管(LED)的传统制造工艺.这种电极需要进行高温长时间整体退火才能获得高质量的欧姆接触,但对电极的反射率和器件性能影响较大.介绍了一种新工艺方法,该方法将电极分解为接触层和反射层,降低反射层经历的退火温度和时间,获得了拥有良好的欧姆接触特性和高反射率的反射镜电极,解决了传统电极光学性能和电学性能相互制约的问题.首先生长极薄的Ni/Ag作为接触层,对接触层进行高温长时间退火后再生长厚层Ag作为反射层,之后再进行一次低温退火.使得对反射起主要作用的反射层免于高温长时间退火,相较于传统Ni/Ag/Ti/Au电极,该方法在获得更优良的欧姆接触的同时,提升了电极的反射率.在氧气氛围下进行500℃接触层退火3 min,400℃整体退火1 min后,电极的比接触电阻率为1.7×l0-3Ω·cm2,同时在450 nm处反射率为93％.     

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200μ×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.     

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200μ×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.     

大功率倒装结构GaN LED p电极研究

从接触电阻、反射率、电流扩展等方面对Ni/Au/Ag,ITO/Ag,Ag等多种倒装结构p电极金属体系进行分析比较,给出了实现倒装结构大功率GaN LED p电极的多种设计方案.指出Ni/Au金属化体系在大功率LED应用中存在的热稳定性问题及Ru,Ir等新型金属体系实现GaN p电极接触的潜在优势.     

基于氮化镓GaN硅衬底的LED

蓝宝石虽然稳坐衬底材料的龙头地位,但随着产业的不断发展,竞争日趋激烈,基于蓝宝石衬底的技术发展变缓,再加上其成本高昂、专利壁垒等问题,众多专家与工程师开始寻求性价比更高的解决方案:不同的衬底材料,硅衬底被业界寄予了很高的厚望。     

大功率倒装结构GaN LED p电极研究

从接触电阻、反射率、电流扩展等方面对Ni/Au/Ag,ITO/Ag,Ag等多种倒装结构p电极金属体系进行分析比较,给出了实现倒装结构大功率GaN LED p电极的多种设计方案.指出Ni/Au金属化体系在大功率LED应用中存在的热稳定性问题及Ru,Ir等新型金属体系实现GaN p电极接触的潜在优势.     

大功率倒装结构GaN LED p电极研究

从接触电阻、反射率、电流扩展等方面对Ni/Au/Ag,ITO/Ag,Ag等多种倒装结构p电极金属体系进行分析比较，给出了实现倒装结构大功率GaN LED p电极的多种设计方案. 指出Ni/Au金属化体系在大功率LED应用中存在的热稳定性问题及Ru,Ir等新型金属体系实现GaN p电极接触的潜在优势.     

氧化对 GaN 基LED透明电极接触特性的影响

研究了热退火对InGaN/GaN 多量子阱LED的Ni/Au-p-GaN欧姆接触的影响.发现在空气和 N2气氛中交替地进行热退火的过程中Ni/Au接触特性显示出可逆现象. Ni/Au-p-GaN接触的串联电阻在空气中随合金化时间逐渐减小,在随后的 N2 中的热退火后会使该串联电阻增加,但在空气中再次热退火能使接触特性得到恢复.同时对Ni/Au-p-GaN 接触在空气中合金化过程中的层反转的成因进行了讨论.     

GaN-based LED基础光栅结构实现光的表面等离极化增强

The transmitting light in GaN-based LED with 30 nm thickness metal film grating is investigated. We proposed a basic grating structure model to enhance light intensity in GaN material, which was simpler and cheaper. We calculated and analyzed the structure with different parameters, and studied the numerical simulation results of Ag-films/Al-films/Au-films. With a simple A1 or Ag basic grating structure, the 7.4-7.6 times intensity of 550 nm light can be obtained easily, and the enhancement efficiency is better than others.     

GaN基LED与Si键合技术的研究

采用金属键合技术结合激光剥离技术将GaN基LED从蓝宝石衬底成功转移到Si衬底上。利用X射线光电子谱(XPS)研究不同阻挡层对Au向GaN扩散所起的阻挡作用,确定键合所需的金属过渡层。利用多层金属过渡层,在真空、温度400℃和加压300 N下实现GaN基LED和Si的键合,通过激光剥离技术将蓝宝石衬底从键合结构上剥离下来,形成GaN基LED/金属层/Si结构。用金相显微镜及原子力显微镜(AFM)观察结构的表面形貌,测得表面粗糙度(RMS)为12.1 nm。X射线衍射(XRD)和Raman测试结果表明,衬底转移后,GaN基LED的结构及其晶体质量没有发生明显变化,而且GaN与蓝宝石衬底间的压应力得到了释放,使得Si衬底上GaN基LED的电致发光(EL)波长发生红移现象。     

p-GaN／Au欧姆接触的研究

本文对p-GaN/Au的接触电阻率进行了研究．用沸腾的王水处理p-GaN表面后,p-GaN/Au可直接形成电阻率为0．045Ω·cm~2的欧姆接触．接触电阻率测试和I-V特性曲线测试表明,在N_2气氛围中退火可影响p-GaN/Au接触电阻率的大小．在700℃温度下退火5min后,接触电阻率最小,其值为0．034Ω·cm~2,而在900℃温度下退火5min后,I-V特性曲线是非线性的。分析表明,在700℃温度下退火后,p-GaN/Au的界面间的反应使接触面增大,而在900℃温度下退火后,p-GaN表面的N会扩散到Au层里在p-GaN表面层产生N空位,这是p-GaN/Au接触电阻率变化的主要原因．     

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/AlGsN双异质结构以及InGaN/GaN量子阱结构的LED,其发射波长分别为430－450nm和520－540nm。     

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特点。本文综合分析了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。     

一定可视角的超高亮度蓝光LED

报道了封装大芯片InGaN/GaN蓝光发光二极管(LED)的实验结果.在室温下,正向电压为3.3V和电流为350mA时,其轴向亮度为16×104cd/m2,可视角为98°.     

蓝光LED投光灯具高温老化光电性能研究

为了实际工程对灯具进行快速筛选和评价的需要,研究大功率LED投光灯具的老化光电特性,应用高温老化和光电性能测试的方法,对大功率蓝光LED投光灯具进行了高温老化试验并做了光电性能测试,分析其光电参数在老化过程中的变化情况。实验结果显示,光通量参数值在老化过程中有不同变化,其中一种灯具光通量值有上升的情况。结果表明:在灯具光源选取一致的情况下,散热结构与驱动电源是影响灯具性能的两个主要方面。     

新型接触电阻检测仪的应用

互连器件接触电阻检测,一直是系统连接后判别每个接点接触是否可靠良好,必须解决的实际问题。随着高密度、小型化的互连器件在电子电气设备上的广泛应用,如何解决互连器件接触电阻的在线自动检测,己成为确保互连器件质量和可靠性的关键。文中在详细阐述接触电阻检测原理的基础上,介绍了新研制的TDO-MCR-07A多接点接触电阻检测仪特点、检测方法和主要技术参数,以及连接电脑和工装组成自动检测系统后,成功用于保险丝盒接触电阻自动检测的实例。