高外量子效率氮化鎵基發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，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(guò)磷化銦、砷化鎵系列LED，逐步獨(dú)占LED的市場(chǎng)。LED越來(lái)越多應(yīng)用于照明和顯示領(lǐng)域，例如信號(hào)燈指示燈，全彩色顯示，室外景觀照明及室內(nèi)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(nèi)量子效率兩者的乘積，現(xiàn)在氮化鎵基LED的內(nèi)量子效率已經(jīng)可以達(dá)到80％以上，而外量子效率還很低，所以國(guó)內(nèi)外現(xiàn)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(shí)域差(FDTD)方法證實(shí)了，設(shè)計(jì)了一種二氧化硅銀微結(jié)構(gòu)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(lán)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(shí)使用該結(jié)構(gòu)做LED芯片的反射鏡，能避免其他反射鏡的一些缺點(diǎn)，在芯片制造工藝和成本上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
　　 本論文還設(shè)計(jì)了一種二元閃耀光柵作為短波長(zhǎng)LED

3、芯片的反射鏡，可以提高芯片的外量子效率。嚴(yán)格耦合波分析法(]RCWA)模擬表明，通過(guò)沉積并刻蝕二氧化硅產(chǎn)生二元閃耀光柵結(jié)構(gòu)，該反射鏡在光波長(zhǎng)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(zhǎng)LED芯片的外量子效率。
　　 本論文設(shè)計(jì)了一種新型垂直結(jié)構(gòu)LED的工藝實(shí)現(xiàn)方案，引入鍵合工藝，使得藍(lán)寶石襯底可以減薄到10微米以下，干法刻蝕藍(lán)寶石襯底成為可能。本結(jié)構(gòu)散熱性、刻蝕工藝控制性、電流注入效果會(huì)相對(duì)有所改善，芯片