SiC襯底GaN基藍(lán)光LED的可制造性設(shè)計(jì).pdf

1、GaN材料及器件近年來成為研究的熱點(diǎn),尤其是GaN基發(fā)光二極管(LED),從節(jié)能和環(huán)保的角度上來說,LED是最理想的光源,它可以應(yīng)用在各種惡劣環(huán)境下。因此GaN發(fā)光二極管在LCD背光源、大屏幕彩色顯示、多媒體顯像、光纖通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)絕大部分GaN基LED采用的襯底材料是價(jià)格價(jià)格相對(duì)低廉但是晶格失配度較高的藍(lán)寶石,尚沒有商業(yè)化的SiC襯底GaN基LED,因此對(duì)它的研究尤其顯得重要。
　　 本文首先介紹了碳化硅

2、及氮化鎵材料的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,然后討論了碳化硅和氮化鎵基材料的基本特性,并對(duì)SiC襯底GaN基藍(lán)光LED的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了較為細(xì)致的分析,著重討論了它的電學(xué)特性和光學(xué)特性。最后根據(jù)理論分析,選定了較為合適的物理模型,重點(diǎn)從碳化硅襯底的結(jié)構(gòu)尺寸、量子阱的阱區(qū)寬度、有源區(qū)InGaN合金中In的摩爾組分以及AlGaN合金中Al的摩爾組分等工藝條件入手,針對(duì)器件的量子效率、伏安特性、光功率等光電特性,利用美國(guó)Synopsys公司新一代T

3、CAD仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)SWB以及PCMStudio等,對(duì)器件進(jìn)行工藝級(jí)的仿真以及物理特性級(jí)的模擬,并且基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)方法和理論,選定合適的響應(yīng)曲面模型(RSM),對(duì)發(fā)光二極管工藝參數(shù)的變化與物理特性的改變之間的關(guān)系,進(jìn)行了深入的研究,并且通過參數(shù)優(yōu)化,得到最優(yōu)的工藝條件。最終對(duì)SiC襯底GaN基藍(lán)光LED的可制造性設(shè)計(jì)結(jié)果,結(jié)合量子效應(yīng)、極化效應(yīng)、壓電場(chǎng)效應(yīng)等進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,確定了最終的結(jié)構(gòu)尺寸及工藝參數(shù),完成整個(gè)LED的可制造性設(shè)計(jì)