涡轮LP-MOCVD研制高亮度红光发光二极管

采用涡轮LP MOCVD外延技术 ,在特别改进GaAlInP材料生长的基础上生长 2 0对InGaP/GaAlInP多量子阱结构的红光发光二极管 (LED)。外延片解理成 30 0 μm× 30 0 μm管芯后 ,在 2 0mA的电流注入情况下 ,得到的发光波长峰值 6 48nm ,平均亮度 38.9mcd ,最高亮度达到4 9.8mcd ,封装成发射角为 15°的LED灯 ,平均亮度达到 2 0 0 0mcd。     

AlGaInP橙色发交二极管的研制

利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ外延生长ＡｌＧａＩｎＰ ＤＨ橙色发光二极管，２０ｍＡ工作条件下发光波长峰值在６２８ｎｍ，ＦＷＨＭ为２６ｎｍ，１５°（２θ１／２）视角封装后亮度达到３１０ｍｃｄ；８０ｍＡ工作条件下亮度达到１００ｍｃｄ。并且分析了生长过程中杂质向有源区扩散对发光光谱的影响。     

AlGaInP橙色发光二极管的研制

利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ外延生长ＡｌＧａＩｎＰＤＨ橙色发光二极管，２０ｍＡ工作条件下发光波长峰值在６２８ｎｍ，ＦＷＨＭ为２６ｎｍ，１５°（２θ１／２）视角封装后亮度达到３１０ｍｃｄ；８０ｍＡ工作条件下亮度达到１０００ｍｃｄ。并且分析了生长过程中杂质向有源区扩散对发光光谱的影响。     

AlGaInP高亮度发光二极管

分析了ＡｌＧａＩｎＰ材料的特点和ＡｌＧａＩｎＰ高亮度发光二极管发光效率的决定因素,对目前国际上研究比较成熟的一些典型结构进行了综合分析,从理论上指出ＡｌＧａＩｎＰ发光二极管在橙黄波段的发光效率的最终决定因素是光的提取效率,而在黄绿波段是发光二极管的内量子效率。并利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ技术制备了ｃｄ级橙黄高亮度发光二极管,发光波长峰值在６０５ｎｍ,ＦＷＨＭ为１８．３ｎｍ,２０ｍＡ工作电流下,５．０８ｃｍ（２英寸）外延片管芯平均轴向发光强度为２０ｍｃｄ,最大３０ｍｃｄ,平均工作电压１．９Ｖ,透明峰值角度２θ１／２＝１５°时轴向发光强度达到１０００ｍｃｄ。     

AlGaInP红,橙,黄光高亮度LED外延材料

采用金属有机化合物汽相沉积技术生长用于高亮度发光管（ＵＢ－ＬＥＤ）的ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ半导体微结构材料，突破了材料结构设计和材料生长工艺的关键技术，生长出满足于Ｃｄ级的红、橙、黄光ＬＥＤ器件的外延材料。     

高亮度AlGaInP红光发光二极管

对用于提高AlGaInP红光发光二极管(LED)出光效率的分布布拉格反射镜(DBR)和增透膜进行了分析,用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长了包含DBR和增透膜的LED,在20 mA注入电流下,LED的峰值波长为623 nm,光强达到200 mcd,输出光功率为2.14 mW.与常规的LED相比,光强和输出光功率有很大的提高.     

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%.     

高可靠高亮度AlGaInP发光二极管

分析了隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管的工作原理,测试了不同注入电流下管芯的轴向光强,得到了轴向光强随注入电流的变化关系。20 mA注入电流条件下,发射峰值波长为620 nm的隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管,透明封装成视角15°后平均轴向光强达到5.5 cd。对透明封装成15°隧道再生双有源区发光二极管进行了寿命实验,在温度为25°C、30 mA直流电流条件下,隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管的寿命超过了1.2×105h。     

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%.     

生长温度对长波长InP/AlGaInAs/InP材料LP-MOCVD生长的影响

研究不同生长温度下的ＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ材料ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长,用光致发光和Ｘ射线双晶衍射等测试手段分析了其材料特性,得到了室温脉冲激射１．３μｍＡｌＧａＩｎＡｓ有源区ＳＣＨ－ＭＱＷ结构材料,为器件制作研究打下了基础．     

LP—MOCVD生长InGaAlP系统中源气流的动力学研究

分析了ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长ＩｎＧａＡｌＰ外延层时，气路系统中ＩＩＩＡ族源气的输运和扩散过程，从理论止推导出源气流量的计算公式，讨论了生长控制参数、气路管道几何尺寸和源气性质等对注入反应室的源气流量的影响，为精确控制气相中ＩＩＩＡ族源物质的百分含量提供了理论依据。     

AlGaInP红、橙、黄光高亮度LED外延材料

采用金属有机化合物汽相淀积技术生长用于高亮度发光管 (UB-L ED)的 Al Ga In P/Ga As半导体微结构材料 ,突破了材料结构设计和材料生长工艺的关键技术 ,生长出满足于 Cd级的红、橙、黄光 L ED器件的外延材料。     

高亮度AIGalnP红光发光二极管

对用于提高AlGaInP红光发光二极管(LED)出光效率的分布布拉格反射镜(DBR)和增透膜进行了分析,用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长了包含DBR和增透膜的LED,在20mA注入电流下,LED的峰值波长为623nm,光强达到200mcd,输出光功率为2.14mW。与常规的LED相比,光强和输出光功率有很大的提高。     

高亮度发光二极管市场前景看好

本文叙述了高亮度发光二极管技术与应用的现状与前景。     

高亮度发光二极管及制造设备

发光二极管（LED）是符合节能、环保的绿色照明光源。它具有亮度高、寿命长和能耗低等特点。高亮度发光二极管（HB—LED）是LED的发展方向。目前它已进入功能性照明领域,正在逐步进入普通照明领域,以替代白炽灯和荧光灯。Osram、Cree公司已研制出1000lm的单芯片HB—LED。目前,HB-LED量产水平的亮度为100lm,发光效率为100lm／W。     

1.3μm低阈值InGaAsP/InP应变补偿MQW激光器的LP-MOCVD生长

报道了用低压金属有机物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）方法外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变补偿多量子阱结构。用此材料制备的掩埋异质结（ＢＨ）条形结构多量子阱激光器具有极低阈值电流４～６ｍＡ。２０～４０℃时特征温度Ｔ０高达６７Ｋ，室温下外量子效率为０．３ｍＷ／ｍＡ。     

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0.6Ga0.4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0.6Ga0.4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2.3mW,外量子效率为5.6%,发光效率可达12 lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.     

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0.6Ga0.4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0.6Ga0.4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2.3mW,外量子效率为5.6%,发光效率可达12 lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.     

高亮度发光二极管的市场回顾

自1995年以来,高亮度发光二极管（LED）的市场每年以 58.4％的平均增长速率增长,2000年其销售额已达12亿美元。如此快的增长速度是由于高亮度LED的性能在不断提高,发光范围扩展到覆盖整个可见光谱区,使得新的应用不断扩大的结果,这正是以前传统低亮度LED不能达到的效果。高亮度LED产业目前所面临的主要挑战是如何在世界发光市场获得重大突破,估计这个市场今后的年销售额将突破120亿美元。     

高亮度GaN系蓝色发光二极管

本文就高亮度ＧａＮ系蓝色发光二极管研制中的主要问题加以概述，最后对ＧａＮ系蓝色半导体激光器的发展做了展望。