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GaN基高In组分绿光LED材料室温和低温10K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LED器件特别是高In组分绿光LED器件在同等注入电流条件下的发光功率.     

GaN基白光LED温度特性实验研究

实验研究了恒流驱动条件下,GaN基白光LED的正向电压、发光光谱和发光效率随环境温度的变化情况.结果表明,在输入电流恒定的情况下,随着温度的升高,结电压和发光强度与温度具有良好的线性关系,并且GaN基白光LED的发光颜色总是向蓝光漂移,而小电流驱动时比大电流驱动时蓝光漂移更明显.根据实验结果,分析了器件的最佳额定工作电流.

Abstract：

Under a constant driving current, the changes of the forward voltage, emission spectrum and luminous efficiency of GaN-based White LEDs with the ambient temperature are studied experimentally. It is found that the forward voltage and the luminous intensity depend on the temperature linearly with constant injection current, and luminous colors of GaN-based White LEDs always shift towards blue. And the blue shift with low driving current is more obvious than that with high driving current. According to the results, the best rated operating current of GaN-based white LEDs is discussed.     

GaN基微米LED大注入条件下发光特性研究

利用变注入强度的电致发光(EL)测试和数值模拟方法研究了微米LED大注入条件下的发光特性。EL测试结果显示,微米LED(10μm)在工作电流密度高达16kA/cm2时光功率密度输出未饱和,同时不存在明显的由于自热效应引起的发光波长红移。和300μm LED相比,相同注入水平下,10μm LED的EL峰值波长相对蓝移,表明微米LED中存在应力弛豫,10μmLED相对300μm LED应力弛豫大了约23%。APYSY模拟发现,由于应力弛豫和良好的电流扩展,微米LED中电流分布和载流子浓度更加均匀,这种均匀的分布使得微米LED具有高的发光效率,同时能够承受高的电流密度。     

注入电流对GaN基LED发光特性的影响

通过调节量子阱中的In组分,制备了GaN基蓝光和绿光发光二极管（LED）。对两种LED进行变电流测试发现,注入电流由3 mA增加到900 mA过程中,波长有蓝移现象,且绿光LED的波长蓝移较明显。这是量子阱限制斯塔克效应（QCSE）造成的。由于绿光LED中In组分含量较大,QCSE较明显。并且发现,光效迅速下降,绿光L...     

408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

GaN基绿光LED芯片电流加速失效机理研究

采用电流加速的电应力老化方法研究GaN基绿光 LED芯片的失效机理。LED芯片在经过60 mA 电流老化424 h后,其发光效率总体趋势都是随老化时间增加而减小 ,但是小测量电流相比于大测量电 流的发光效率衰减程度更为明显。同时,在正向偏压下电流电压曲线基本没有变化,而反向 偏压下的反向 电流随老化时间的增加而快速增加。笔者认为在电应力老化作用下,随老化时间增加,有源 区的缺陷能级 增多,在正向偏压下,缺陷能级起到一个有效陷阱的作用,增加了载流子的寿命,降低了辐 射复合的几率, 使得发光效率降低,但是并没有减小正向偏压下的电流,而反向偏压时,缺陷能级起到了一 个漏电通道的作用,使得反向电流增大。     

HVPE生长GaN厚膜光致发光特性研究

利用吸收光谱和光致发光(PL)光谱研究了氢化物气相外延(HVPE)法生长的GaN厚膜材料发光特性。研究发现当激发脉冲光源的重复频率较低时,PL光谱中仅能观察到带边发光峰,当重复频率增加时,PL光谱中不仅出现带边发光峰,还可观察到蓝带发光峰和黄带发光峰;随着光源重复频率的增加,带边发光峰与黄带发光峰、蓝带发光峰的光强之比也随着增大。分析认为蓝带发光起源于材料中碳杂质缺陷而黄带发光可能与位错等结构缺陷有关。     

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490nm移到380nm,室温下PL谱发光峰的半高全宽从133meV降到73meV,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.     

提高绿光LED的发光效率

红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的发光二极管(LED)通常用作液晶电视、LED显示器及投影仪等的光源。为了利用这些LED获得亮度很高且白平衡稳定的白光,在考虑到人类视觉灵敏度的前提下,对于RGB三种光色LED的发光量比例,大部分都规定为3:6:1或3:7:1左右。换句话说,绿光LED的输出功率有     

隧道结AlGaInP发光二极管

报道了通过隧道结将衬底的导电类型从n型转变到p型,从而可以利用n型GaP作为以n型GaAs为衬底的AlGaInP发光二极管的电流扩展层.n型电流扩展层的电阻率低于p型电流扩展层的电阻率,这种结构改善了电流扩展层的作用,从而提高了发光二极管的光提取效率.对3μm GaP电流扩展层的发光二极管,实验结果表明,隧道结发光二极管的发光功率与具有相同基本结构的传统发光二极管相比,20mA时发光功率提高了50%,100mA时提高了66.7%.     

隧道结AlGaInP发光二极管

报道了通过隧道结将衬底的导电类型从n型转变到p型,从而可以利用n型GaP作为以n型GaAs为衬底的AlGaInP发光二极管的电流扩展层.n型电流扩展层的电阻率低于p型电流扩展层的电阻率,这种结构改善了电流扩展层的作用,从而提高了发光二极管的光提取效率.对3μm GaP电流扩展层的发光二极管,实验结果表明,隧道结发光二极管的发光功率与具有相同基本结构的传统发光二极管相比,20mA时发光功率提高了50%,100mA时提高了66.7%.     

GaN基光发射二极管中深能级研究

利用深能级瞬态谱 (DLTS)仪对 Si C衬底上 Ga N基光发射二极管 (LED)中 n-In0 .2 5Ga0 .75N层的深能级进行了研究。在 77K到 3 0 0 K的温度扫描范围内只测量到一个 DLTS峰。该 DLTS峰在反向偏压为 3 V时有一极大值 ,说明 n-In0 .2 5Ga0 .75N层此时全部被耗尽。改变测量的率窗 ,得到该深能级在导带下 0 .2 4e V处 ,浓度为 2 .2 % ND,俘获截面为 1 .93× 1 0 - 1 5cm2。在 Ga N材料中 ,其他小组也报道了此位置上的深能级结果。结合文中的工作 ,该深能级可能和 n-In0 .2 5Ga0 .75N层中的线位错有关。     

P型氮化镓退火及发光二极管研究

对金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长的p型氮化镓(p-GaN)在氮气气氛下的热退火进行研究。用Hall测试系统测量不同温度、不同时间退火后样品的电学性能;对一组蓝光LEDs分别进行不同退火温度、退火时间实验,对退火前后量子阱峰值强度半高宽和积分面积变化进行了比较研究。实验表明p-GaN在825°C、8min条件下退火可以取得较高的空穴浓度,而LED在750°C、30min退火可以使量子阱的半高宽展宽较小,积分强度降低百分比小,而且LED芯片正向电压也较小。     

发光二极管引线键合可靠性探讨

本文简要地描述发光二极管金丝引线键合过程,讨论分析了影响其键合可靠性的主要因素,说明了键合质量的评价方法,提出了增强键合可靠性的措施,以达到提高发光二极管寿命的目的.     

GaN基蓝光器件的研究进展

本文对近几年ＧａＮ基蓝光器件，包括ＧａＮ基发光二极管和激光二极管的发展历程进行了全面介绍和评价。指出ＧａＮ基蓝光ＬＥＤ的研究开发技术将在１－２年内走向成熟，从而实现大规模商业化生产，而ＧａＮ基蓝光ＬＤ也将在近二年内实用化。     

正装、倒装结构GaN 基LED提取效率分析

从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED提取效率的因素,并以理论分析为基础,利用Monte-Carlo光线追踪的方法,对GaN基LED的提取效率进行模拟,比较不同器件结构对LED提取效率的影响.模拟结果表明,采用倒装结构可以显著提高GaN基LED的提取效率,Ni/Au透明电极透射率为0.6～0.9时,相对于普通正装结构,倒装结构可以使LED提取效率提高39%～16%.     

功率发光二极管的寿命预测

针对功率发光二极管(LED)的使用寿命问题,提出了利用阿仑尼斯模型预测功率发光二极管器件寿命的方法,以器件输出光功率P下降到初始值P0的50%为失效判据,通过对功率蓝光GaN LED芯片两个结温点的高温恒定应力加速寿命实验结果进行分析计算,求出了功率蓝光GaN LED器件在正常应力条件下的期望寿命,确定阿仑尼斯模型在功率发光二极管寿命实验过程中的适用性,为预测功率发光二极管寿命提供理论依据.     

Hybrid White Light Emitting Diode Based on Silicon Nanocrystals

A novel design of white light emitting diodes (WLEDs) emerges to meet the growing global demand for resource sustainability while preserving health and environment. To achieve this goal, a facile method is developed for the chemical synthesis of a luminescent silicon nanocrystal (ncSi) with a large Stokes shift between absorption and emission. The WLED is prepared by a simple spin‐coating method, and contains a hybrid‐bilayer of the ncSi and luminescent polymer in its device active region. Interestingly, a well‐controlled ultrathin ncSi layer on the polymer makes possible to recombine electrons and holes in both layers, respectively. Combining red and blue‐green lights, emitted from the ncSi and the polymer layers, respectively, produces the emission of white electroluminescence. Herein, a hybrid‐WLED with a sufficiently low turn‐on voltage (3.5 V), produced by taking advantages of the large Stokes shift inherent in ncSi, is demonstrated.