红光LED尺寸对ITO电流扩展的影响

采用真空电子束蒸镀的方法制备氧化铟锡(ITO)薄膜,以此作为AlGaInP红光发光二极管(LED)的电流扩展层。研究了该LED结构中,不同的芯粒尺寸对ITO电流扩展的影响。结果表明,在电极尺寸一定的情况下,随着芯粒尺寸的变大,ITO电流扩展层对芯粒发光强度的变化起到显著的效果;在电极直径大小为90μm,芯粒尺寸为190μm×190μm时,电流扩展效果最优,亮度增加18.80%,而当芯粒尺寸增大到220μm×220μm时,亮度增加17.01%,其相对电流扩展效果下降。选取适当芯粒尺寸对ITO的电流扩展至关重要。     

用InGaN/AlGaN超晶格降低p-GaN欧姆接触电阻

提出用p-InGaN/AlGaN超晶格作为p-GaN的接触层来获得低阻欧姆接触.通过一维薛定谔方程和泊松方程的自洽求解,得到了在极化效应影响下的InGaN/AlGaN,InGaN/GaN和GaN/AlGaN三种超晶格中Mg杂质离化率的空间分布.计算发现InGaN/AlGaN超晶格具有最高的Mg杂质离化率及最佳的空穴局域作用.最后,利用p-InGaN/AlGaN超晶格实验上实现了比接触电阻率为7.27×10-5Ω·cm2的良好欧姆接触.     

应变补偿InGaN/AlGaN超晶格改善近紫外LED性能

通过应变平衡理论设计出应变补偿的In0.1Ga0.9N/Al0.2Ga0.8N超晶格结构。为了验证该结构具有低的应变,实验生长了相应的样品,并通过双晶衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱实验证实其具有低应力。最后把该结构用于近紫外LED的两处构建,一是替代量子阱中的Ga N垒层,二是作p型层的接触层。实验发现,该结构的应用不但可以减弱量子阱的Stark效应和抑制电子泄露,而且降低p型接触层的欧姆接触电阻。且发现不用电子阻挡层情况下,其输出功率、PL光谱和I-V特性等都得到极大改善。     

低p-GaN欧姆接触电阻的研究

利用低压MOCVD系统,获得了p-GaN和p-InGaN/GaN超晶格结构2种材料,用圆形传输线模型(CTLM)测量了它们的比接触电阻率,并对表面处理、金属沉积和合金化处理的工艺条件进行了优化,得到了550℃、O2氛围下合金30 min的最佳条件,获得最低的比接触电阻率为1.99×10-4 Ω·cm2.     

优化GaN基发光二极管的电极

针对以蓝宝石为衬底的GaN基发光二极管出现的电流扩展不均的问题,采用有限元方法建立了GaN基发光二极管的三维网络模型,并对四种常见结构的器件进行数值模拟,发现影响二极管电流的因素不仅与发光二极管电极的位置有关,而且依赖于器件的结构参数.以电流扩展不均为指标确定出这四种器件中最佳的电极位置分布,同时对最佳电极位置分布的器件进行了结构参数优化,结果表明当p型金属层方块电阻与n型GaN的方块电阻接近时,电流扩展均匀性最好,且p-GaN的接触电阻和厚度越小,电流扩展越不均匀.     

湿法腐蚀GaP对LED性能的影响

采用化学湿法方法对红光LED的p-GaP层进行腐蚀,研究了不同溶液、不同的溶液配比以及不同的腐蚀时间对LED光电性能的影响。结果表明,当腐蚀深度为1μm时,化学溶液采用HCl∶HNO3∶H2O体积比为3∶1∶2时,腐蚀GaP后,样品粗化效果最佳,比未进行粗化的样品亮度提升25%左右。并且腐蚀小孔的深度会随着反应时间的增加而逐渐加深,但样品的发光亮度则表现为先增加后减小。湿法腐蚀因其操作简单,成本低廉,反应条件易控,可适用于工业化大批量生产。     

Mg掺与GaN晶格匹配的InAlN特性研究

采用蓝宝石图形衬底技术在金属有机物化学气相淀积(MOCVD)系统中制备了Mg掺杂的与GaN晶格匹配的InAlN。通过改变Al源、Mg源的掺杂量和退火温度,研究其对p-InAlN的载流子浓度和晶体质量的影响。实验发现当Al源的流量为2.34μmol/min时,获得与GaN晶格匹配的In0.18Al0.82N,此结果下的样品晶体质量最高。同时发现随着Mg掺杂量的增加会使螺位错密度急剧上升,Mg的掺杂对于刃位错有显著影响。综合退火温度对空穴浓度影响,当Mg源的掺杂量为0.248μmol/min,且退火温度为550℃时,与GaN晶格匹配的p型In0.18Al0.82N样品载流子浓度达到最高值,为1.2×1018 cm–3。     

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.