ITO透明電極及紅光LED可靠性研究.pdf

1、LED具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，在綠色照明領(lǐng)域有著巨大的優(yōu)勢(shì)。LED器件研究中最核心的內(nèi)容提高芯片的外量子效率。在影響外量子效率提高的諸多因素中，電流擴(kuò)展是很重要的因素。傳統(tǒng)的GaP電流擴(kuò)展層存在成本過(guò)高、外延質(zhì)量差的缺點(diǎn)。由于ITO的高透過(guò)率和低電阻率，用ITO透明導(dǎo)電膜作為電流擴(kuò)展層的技術(shù)較好的解決了這一問(wèn)題，降低了擴(kuò)展層的厚度，并降低了芯片的成本。
　　 本論文在國(guó)家863項(xiàng)目（No2009AA03A1A

2、3，N02008AA03A192）、國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2008ZX10001-014），科技部技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目（No：09C26221100138）等項(xiàng)目的支持下，針對(duì)ITO在紅光LED中的應(yīng)用，著重研究了LED制備工藝過(guò)程中快速熱退火對(duì)ITO，ITO/GaP接觸及整個(gè)基于ITO的紅光LED特性的影響，同時(shí)對(duì)這種紅光LED器件可靠性進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1）利用范得堡法研究快速熱退火對(duì)ITO光電性能的影響。利

3、用Hall測(cè)試對(duì)經(jīng)過(guò)不同退火條件下ITO的電學(xué)特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ITO載流子濃度在435℃時(shí)達(dá)到最大，4.2x1021cm-3，而且電阻率也是最低。載流子濃度和遷移率呈現(xiàn)的都是先上升后下降。同時(shí)分析了如果ITO做為L(zhǎng)ED的電流擴(kuò)展層，435℃退火的ITO電阻最小而最有利于電流擴(kuò)展，從而能提高LED光電特性。
　　 2）利用開爾文法研究快速熱退火對(duì)ITO/GaP歐姆接觸特性的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)不同溫度的快速熱退火后，所有實(shí)驗(yàn)樣

4、品接觸特性都是歐姆接觸。而在N2環(huán)境，435℃條件下快速熱退火40s，ITO/GaP的歐姆接觸最好，4.3×10-3Ωc㎡。通過(guò)Hall測(cè)試和俄偈電子能譜測(cè)試結(jié)果，得出ITO/GaP歐姆接觸特性隨退火變化的原因主要是ITO載流子濃度變化和ITO與GaP之間元素的相互擴(kuò)散從而形成復(fù)雜的界面層。
　　 3）制備了用300nm ITO做為電流擴(kuò)展層的AlGaInP紅光LED，研究了快速熱退火對(duì)AlGaInP紅光LED光電性能的影響。隨

5、著退火溫度的升高，LED的光強(qiáng)是先增加后下降而電壓是先下降后上升?？偨Y(jié)出對(duì)于具有ITO的AlGaInP紅光LED的最佳退火溫度是435℃。通過(guò)前面的研究得出ITO電學(xué)性能隨退火溫度的變化是影響AlGaInP紅光LED隨退火溫度變化的主要原因。
　　 4）研究了ITO對(duì)AlGaInP紅光LED的可靠性影響。AIGaInP紅光LED具有高靠性，但在大電流的做用下，其電壓會(huì)急劇升高，這是由于ITO的退化造成的。而ITO與GaP的熱膨脹