高外量子效率氮化鎵基發(fā)光二極管芯片結構設計.pdf

1、近年來，氮化鎵基發(fā)光二極管(LED)飛速發(fā)展，而氮化鎵基LED的效率和性能超過磷化銦、砷化鎵系列LED，逐步獨占LED的市場。LED越來越多應用于照明和顯示領域，例如信號燈指示燈，全彩色顯示，室外景觀照明及室內通用照明。這些用途都需要大功率、高效率的LEI)。LED芯片的出光效率取決于外量子效率和內量子效率兩者的乘積，現在氮化鎵基LED的內量子效率已經可以達到80％以上，而外量子效率還很低，所以國內外現在都致力高外量子效率LED芯片的研

2、究。本論文提出了三種方案提高氮化鎵基LED芯片外量子效率：
　　 本論文采用有限時域差(FDTD)方法證實了，設計了一種二氧化硅銀微結構作為氮化鎵基LED芯片的反射鏡，其能提高芯片的外量子效率。該反射鏡在藍光波段反射率在94.5％以上，反射率要優(yōu)于銀和光子晶體反射鏡。同時使用該結構做LED芯片的反射鏡，能避免其他反射鏡的一些缺點，在芯片制造工藝和成本上具有一定的優(yōu)勢。
　　 本論文還設計了一種二元閃耀光柵作為短波長LED

3、芯片的反射鏡，可以提高芯片的外量子效率。嚴格耦合波分析法(]RCWA)模擬表明，通過沉積并刻蝕二氧化硅產生二元閃耀光柵結構，該反射鏡在光波長300納米到450納米之間平均反射率在93.5％以上，可以提高短波長LED芯片的外量子效率。
　　 本論文設計了一種新型垂直結構LED的工藝實現方案，引入鍵合工藝，使得藍寶石襯底可以減薄到10微米以下，干法刻蝕藍寶石襯底成為可能。本結構散熱性、刻蝕工藝控制性、電流注入效果會相對有所改善，芯片