采用双光谱参数表征GaN基蓝色LED的结温

设计了一种采用双光谱参数表征GaN基蓝色LED结 温的新方法。采用光谱仪(OSA)测量不同环境温度、不同脉冲电流驱动下,GaN基蓝色LED的 光谱分布,先忽略脉冲电流的热效应,构建驱动电流、质心波长 、半高全宽(FWHM)和结温四者之 间的关系;然后利用该关系,结合实际点灯条件下LED的光谱分布,计算出对应的LED结温和 驱动电流。再根据统计 得到的GaN基蓝色LED脉冲电流-结温修正系数,对所得结温进行修正,得到考虑脉冲电流 热效应后更准确的LED结 温。研究表明,不同类型的LED脉冲电流-结温修正系数差别较小,当脉宽为2ms时,1W G aN基蓝色LED的脉冲电 流-结温修正系数为－5℃/A。与正向电压法相比,采用双光谱参数法得到的结温平均误差 约为2℃。因此,双光谱参数法可以 较准确地测量GaN基蓝色LED的结温。     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率. 蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上， 紫外GaN基LED可达80%，进一步改善的空间较小. 而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因，外提取效率只有百分之几，提高空间很大. 本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素，针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

硅衬底GaN基LED的研究进展

与蓝宝石衬底相比，硅衬底具有低成本、大面积、高质量、导电导热性能好等优点，普遍认为使用Si片作GaN薄膜衬底有可能实现光电子和微电子的集成，因此Si基GaN的研究受到了广泛关注。本文回顾了Si衬底GaN基LED的研究进展，同时简要介绍了在Si衬底上制备GaN基LED的实验结果，及研制出工作电压为3．6V、串联电阻为31Ω、输出功率近1mW的Si衬底GaN基蓝光LED。     

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.     

非平面化型ITO氮化镓基蓝光发光二极管

将氧化铟锡(ITO)生长于氮化镓基蓝色发光二极管的出光台面上(p型GaN台面),用非平面化处理的方法制作出ITO井状结构,研制出非平面化型氧化铟锡-氮化镓基蓝色发光二极管(LED),获得了高的出光效率.结果表明,在20mA工作电流下,该蓝色发光二极管的出光光强是平整的普通ITO-GaN基LED的1.35倍.     

p型InGaN/GaN超晶格N面GaN基LED的光电特性

随着氮(N)面GaN材料生长技术的发展,基于N面GaN衬底的高亮度发光二极管(LED)的研究具有重要的科学意义.研究了具有高发光功率的N面GaN基蓝光LED的新型结构设计,通过在N面LED的电子阻挡层和多量子阱有源层之间插入p型InGaN/GaN超晶格来提高有源层中的载流子注入效率.为了对比N面GaN基LED优异的器件性能,同时设计了具有相同结构的Ga面LED.通过对两种LED结构的电致发光特性、有源层中能带图、电场和载流子浓度分布进行比较可以发现,N面LED在输出功率和载流子注入效率上比Ga面LED有明显的提升,从而表明N面GaN基LED具有潜在的应用前景.     

LED蓝宝石图形化衬底的研究进展及发展趋势

图形化蓝宝石衬底作为GaN基LED照明外延衬底材料,由于其能降低GaN外延薄膜的线位错密度和提高LED的光萃取效率的显著性能在近几年来引起国内外许多科研机构和厂商的广泛兴趣。从衬底的制备工艺、图形尺寸角度出发,综述了图形化蓝宝石衬底GaN基LED的研究进展,并对其未来在大功率照明市场的应用进行了展望。     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率.蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上,紫外GaN基LED可达80%,进一步改善的空间较小.而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因,外提取效率只有百分之几,提高空间很大.本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素,针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

垂直结构GaN基LEDs热压键合应力损伤分析

热压键合是垂直结构LED制备的关键工艺步骤,通过TEM,PL,Raman等测试手段,探讨热压键合造成的应力损伤、GaN材料缺陷、LED内量子效率以及反向漏电间的内在联系,研究以键合引起的应力诱导垂直结构GaN基LED光电特性的退化机制,探讨应力损伤对垂直结构GaN基LED光电特性的影响.实验结果表明,热压键合过程会在GaN材料内产生GPa量级的残余应力,在量子限制strark效应作用下,GaN材料辐射复合效率发生明显退化;同时热压键合应力还会诱发GaN材料位错密度的增加,最终导致LED反向漏电增大.     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率.蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上,紫外GaN基LED可达80%,进一步改善的空间较小.而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因,外提取效率只有百分之几,提高空间很大.本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素,针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

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。     

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.     

氮化镓基发光二极管的发光光谱和功率特性

用直流和脉冲电流的方法研究了氮化镓基紫色和蓝色发光二极管的发光光谱和功率特性.结果表明，紫色发光二极管的发光中心波长在直流情况下随电流的增加发生红移，在脉冲情况下随电流的增加发生蓝移；蓝色发光二极管的发光中心波长在直流和脉冲情况下都发生蓝移.两种发光二极管的功率在直流情况下会发生饱和，并随电流的进一步增加而急剧减小，以上现象可能是由于热效应和量子阱中的压电效应引起的.     

GaN-based blue laser diode with 6.0 W of output power under continuous-wave operation at room temperature

In this work,we reported the room-temperature continuous-wave operation of 6.0 W GaN-based blue laser diode(LD),and its stimulated emission wavelength is around 442 nm.The GaN-based high power blue LD is grown on a c-plane GaN substrate by metal organic chemical vapor deposition(MOCVD),and the width and length of the ridge waveguide structure are 30 and 1200 μm,respectively.The threshold current is about 400 mA,and corresponding threshold current density is 1.1 kA/cm2.     

p-GaN与ITO欧姆接触的研究

针对GaN基发光二极管中p-GaN与透明导电薄膜ITO之间的接触进行研究,尝试找出透明导电层ITO的优化制程条件。将在不同氧流量、ITO厚度及退火温度下制备的透明电极ITO薄膜应用于GaN基发光二极管,来增加电流扩展,减小ITO与p-GaN欧姆接触电阻,降低LED工作电压及提高透过率、增强LED发光亮度。将ITO薄膜应用于218μm×363μm GaN基发光二极管LED,分析其在20 mA工作电流条件下正向电压和光输出功率的变化,在优化条件下制得的蓝光LED在直流电流20 mA下的正向电压3.23 V,光输出效率为23.25 mW。     

GaN基光电子材料及器件的研究

GaN材料是性能优越的化合物半导体,与其相关的合金材料可以制作出高亮度蓝光、绿光发光二极管、紫外探测器、半导体蓝色激光器(LD)等具有重要应用价值的光电子器件,因而备受重视,本文综述了GaN基光电子器件研究开发现状及其应用前景。     

单片集成式氮化镓基发光二极管的设计与制造

We report a new monolithic structure of GaN-based light-emitting diode(LED) which can be operated under high voltage or alternative current. Differing from the conventional single LED chip, the monolithic lightemitting diode(MLED) array contains microchips which are interconnected in series or parallel. The key chip fabrication processing methods of the monolithic LED array include deep dry etching, sidewall insulated protection, and electrode interconnection. A 12 V GaN-based blue high voltage light emitting diode was designed and fabricated in our experiment. The forward current-voltage characteristics of MLEDs were consistent with those of conventional single junction light emitting diodes.     

Phosphor-Free GaN-Based Transverse Junction Light Emitting Diodes for the Generation of White Light

We demonstrate a GaN-based phosphor-free near-white-light light-emitting-diode (LED) structure that operates in the visible wavelengths and offers broadening and flattening optical bandwidth performance. The incorporation of GaN-based dual wavelengths (blue and green) multiple-quantum-wells with a transverse p-n junction produces a device which can directly generate stable and near visible white-light emissions. The shape of the optical spectra (440-560 nm) are invariable from low to very high levels of bias currents. The problems of nonuniform carrier distribution and bias dependent electroluminescence spectra that occur in traditional phosphor-free white-light or near-white-light LEDs (with vertical p-n junctions) are eliminated by the demonstrated structure     

ZnSe基蓝绿色半导体激光器研究进展

在全彩色显示,高密度激光存储,高速打印,高分辨图像处理和战地生化检测等强力推动下,ＺｎＳｅ基蓝绿色半导体激光器的研究近年来取得了里程碑式的研究结果。为了明确该领域的研究方向,以便分析在实用化进程中必须解决的主要问题。本文对ＺｎＳｅ基蓝绿色半导体激光器及其相关材料的研究进展进行了较全面的评述,作为比较,对ＧａＮ基蓝绿色半导体激光器的发展情况和尚待解决的问题也进行了简要评述。