硅襯底GaN基LED光電性能及可靠性研究.pdf

1、GaN基LED憑借其可控的全色光譜能隙以及優(yōu)良的物理化學(xué)性能，已逐步成為新一代綠色照明光源。為了獲得真正意義上的高品質(zhì)白光LED照明光源，需要采用全LED混光來實(shí)現(xiàn)，需要采用紅、綠、藍(lán)三基色（RGB）的全LED混光來實(shí)現(xiàn)，但是目前綠光的發(fā)光效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于藍(lán)光和紅光LED，學(xué)術(shù)界稱之為“Green gap”，這也成為實(shí)現(xiàn)RGB白光光源的主要技術(shù)瓶頸。因此，進(jìn)一步提升綠光LED的光功率成為近幾年LED領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；诠枰r底LED技術(shù)平臺(tái)

2、，本文在保持 p-GaN總體厚度不變的情況下通過改變靠近最后一個(gè)量子阱的電子阻擋層（EBL）AlGaN的厚度，較為系統(tǒng)地研究了電子阻擋層對(duì)硅襯底綠光LED的光功率（LOP）和工作電壓（VF2）的影響，另外經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)p-GaN中Mg摻雜濃度的跟蹤和外延薄膜表面形貌的觀察以及大量LED在老化過程中IR變化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。主要獲得了以下研究成果：
　　1、硅襯底GaN基綠光LED外延片薄膜在保持p層總體厚度不變的情況下對(duì)靠近最后一個(gè)量

3、子阱的電子阻擋層（EBL）AlGaN厚度的進(jìn)行了優(yōu)化及可靠性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，p-AlGaN厚度為200埃米及P-InGaN厚度為400埃米的樣品D具有更高的光功率（LOP），且光電性能穩(wěn)定。并對(duì)其在大電流時(shí)光功率提高進(jìn)行了解釋：大電流密度下隨著 p-AlGaN的減薄使得該區(qū)域的電場(chǎng)增強(qiáng)，導(dǎo)致電子的有效勢(shì)壘高度增加和空穴有效勢(shì)壘高度減小。
　　2、Mg摻雜濃度偏多會(huì)使芯片電壓偏高，因此需對(duì)P-GaN的摻Mg進(jìn)行簡(jiǎn)便有效地監(jiān)控。經(jīng)過長(zhǎng)

4、期測(cè)試發(fā)現(xiàn)，p-GaN中Mg摻雜濃度偏高時(shí)在10μm*10μm的原子力顯微鏡（AFM）掃描范圍內(nèi)臺(tái)階流不明顯，而且會(huì)出現(xiàn)一些像小山丘一樣的凸起。并用二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）對(duì)Mg元素進(jìn)行了深度剖析，結(jié)果顯示有凸起出現(xiàn)的樣品中Mg的摻雜濃度確實(shí)偏高。因此提出用AFM方法快捷方便地監(jiān)控Mg的摻雜量。
　　3、通過光電參數(shù)控制嚴(yán)格篩選出 IR有差別的芯片，在大量老化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)IR小于0.05μA時(shí)篩選的芯片老化過程中相對(duì)穩(wěn)定，通過加載