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氮化镓基绿光led中V坑对空穴电流分布的影响

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发光学报 2018年第5期39卷 674-680页

作者：许毅吴庆丰周圣军潘拴吴小明张建立全知觉南昌大学国家硅基led工程技术研究中心江西南昌330047 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

采用实验与理论模拟相结合的方法,研究了氮化镓基绿光发光二极管(led)中V坑对空穴电流分布的影响。首先,实验获得了V坑面积占比不同的3种样品;然后,建立数值模型,使得理论计算的外量子效率(EQE)及电压与实验测试的变化趋势相匹配,从而... 详细信息

采用实验与理论模拟相结合的方法,研究了氮化镓基绿光发光二极管(led)中V坑对空穴电流分布的影响。首先,实验获得了V坑面积占比不同的3种样品;然后,建立数值模型,使得理论计算的外量子效率(EQE)及电压与实验测试的变化趋势相匹配,从而确立了所用数值模型的可信性。计算结果显示:V坑改变了空穴电流的分布,空穴电流密度在V坑处显著增加,在平台处明显减小。进一步的分析表明:V坑面积占比在0~10%范围内,V坑空穴电流占比与V坑面积占比之间呈近线性增长(斜率为2.06),但V坑空穴注入在整个空穴注入的过程中仍未占主导。

关键词： V坑氮化镓绿光led 空穴电流分布

量子垒生长速率对InGaN基绿光led性能的影响

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发光学报 2020年第4期41卷 429-434页

作者：廖芳莫春兰王小兰郑畅达全知觉张建立江风益南昌大学国家硅基led工程技术研究中心江西南昌330096

利用MOCVD技术在图形化Si(111)衬底上生长了InGaN/GaN绿光led外延材料。在GaN量子垒的生长过程中,保持NH3流量不变,通过调节三乙基镓(TEGa)源的流量来改变垒生长速率,研究了量子垒生长速率对led性能的影响。使用二次离子质谱仪(SIMS)和... 详细信息

利用MOCVD技术在图形化Si(111)衬底上生长了InGaN/GaN绿光led外延材料。在GaN量子垒的生长过程中,保持NH3流量不变,通过调节三乙基镓(TEGa)源的流量来改变垒生长速率,研究了量子垒生长速率对led性能的影响。使用二次离子质谱仪(SIMS)和荧光显微镜(FLM)分别对量子阱的阱垒界面及晶体质量进行了表征,使用电致发光测试系统对led光电性能进行了表征。实验结果表明,垒慢速生长,在整个测试电流密度范围内,外量子效率(EQE)明显提升。我们认为,小电流密度下,EQE的提升归结为量子阱晶体质量的改善;而大电流密度下,EQE的提升则归结为阱垒界面陡峭程度的提升。

关键词：绿光led 量子垒生长速率外量子效率

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Si衬底功率型GaN基绿光led性能

光学学报 2009年第4期29卷 1066-1069页

作者：苏丽伟游达程海英江风益南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心江西南昌330047 晶能光电(江西)有限公司江西南昌330096

对本实验室在Si(111)衬底上MOCVD法生长的芯片尺寸为400μm×600μm功率型绿光led的光电性能进行研究。带有银反射镜的led在20 mA的电流下正向工作电压为3.59 V,主波长518 nm,输出光功率为7.3 mW,90 mA下达到28.2 mW,发光功率效率为7.5%... 详细信息

对本实验室在Si(111)衬底上MOCVD法生长的芯片尺寸为400μm×600μm功率型绿光led的光电性能进行研究。带有银反射镜的led在20 mA的电流下正向工作电压为3.59 V,主波长518 nm,输出光功率为7.3 mW,90 mA下达到28.2 mW,发光功率效率为7.5%,光输出饱和电流高达600 mA。在200 mA电流下加速老化216 h,有银反射镜的led光衰小于无银反射镜的led,把这一现象归结于Ag反射镜在提高出光效率的同时,降低了芯片本身的温度。本器件有良好的发光效率、光衰和光输出饱和电流等综合特性表明,Si衬底GaN基绿光led具有诱人的发展前景。

关键词：光学材料 Ag反射镜加速老化 Si衬底绿光led

纳米柱高度对GaN基绿光led光致发光谱的影响

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发光学报 2016年第8期37卷 967-972页

作者：黄华茂黄江柱胡晓龙王洪华南理工大学广东省光电工程技术研究开发中心物理与光电学院广东广州510640 广州现代产业技术研究院广东广州511458

纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光led量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀,在GaN基绿光led外延片上制备了3种高度的纳米柱结构,通过扫描电子显微镜观察纳米... 详细信息

纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光led量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀,在GaN基绿光led外延片上制备了3种高度的纳米柱结构,通过扫描电子显微镜观察纳米柱结构的形貌,并测试了常温和10 K低温时的光致发光谱(PL)。结果表明:应变释放对压电场的影响显著,使得纳米柱结构样品的内量子效率(IQE)提高,PL谱峰值波长蓝移;应变在量子阱中的不均匀分布还使得PL谱半高全宽(FWHM)展宽。与普通平面结构相比,高度为747 nm的纳米柱结构可使得IQE提升917%,PL谱峰值波长蓝移18 nm、FWHM展宽7 nm。另外,纳米柱结构样品的有源区有效面积减小可使得PL谱FWHM减小。

关键词： GaN基led 绿光led 纳米柱结构光致发光谱

量子垒结构对Si衬底GaN基绿光led光电性能的影响

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发光学报 2016年第3期37卷 327-331页

作者：汤英文熊传兵井晓玉闽南师范大学物理与信息工程学院福建漳州363000 南昌大学国家硅基led工程技术研究中心江西南昌330047

在Si衬底上外延生长了3种不同量子垒结构的绿光外延片并制作成垂直结构芯片,3种量子垒结构分别为Ga N、In0.05Ga0.95N/Al0.1Ga0.9N/In0.05Ga0.95N、In0.05Ga0.95N/Ga N/In0.05Ga0.95N,对应的3种芯片样品为A、B、C,研究了3种样品的变温... 详细信息

在Si衬底上外延生长了3种不同量子垒结构的绿光外延片并制作成垂直结构芯片,3种量子垒结构分别为Ga N、In0.05Ga0.95N/Al0.1Ga0.9N/In0.05Ga0.95N、In0.05Ga0.95N/Ga N/In0.05Ga0.95N,对应的3种芯片样品为A、B、C,研究了3种样品的变温电致发光特性。垒结构的改变虽然对光功率影响很小,但是在光谱性能上会引起显著改变,结果如下:在低温(13 K)大电流下,随着电流密度的增大,样品的EL谱峰值波长蓝移更为显著,程度依次为B>A≈C;在高温(300 K)小电流下,随着电流密度的增大,样品EL谱的峰值波长蓝移程度的大小依次为A>B>C。在同一电流下,随着温度的升高,样品在大部分电流下的EL谱峰值波长出现"S"型波长漂移,在极端电流下又表现出不同的漂移情况。这些现象与局域态、应力、压电场、禁带宽度等因素有关。

关键词：垒结构绿光led 电致发光硅衬底 MOCVD

垒层Si掺杂对多量子阱InGaN绿光led性能的影响

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半导体光电 2013年第2期34卷 186-189,263页

作者：郝锐马学进马昆旺林志霆李国强华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510640 江门奥伦德光电有限公司广东江门529000

InGaN系绿光led的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得绿光器件的量子限制Stark效应更显著。对内建电场的屏蔽可以有效提高载流子的辐射复合效率。论文探讨了绿光多量子阱中垒层的Si掺杂对绿光器件性能的影响... 详细信息

InGaN系绿光led的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得绿光器件的量子限制Stark效应更显著。对内建电场的屏蔽可以有效提高载流子的辐射复合效率。论文探讨了绿光多量子阱中垒层的Si掺杂对绿光器件性能的影响。研究发现,多量子阱中垒层适度Si掺杂(3.4×1016 cm-3)可以改善多量子阱结构界面质量和In组分波动,在外加正向电流的作用下更大程度地屏蔽极化电场;同时,还能够增强电流的横向扩展性,提高活化区的有效发光面积。然而,多量子阱中垒层的过度Si掺杂对于绿光led器件的性能带来诸多的负面影响,比如加剧阱垒晶格失配、漏电途径明显增加等,致使器件光效大幅度降低。

关键词：绿光led InGaN 多量子阱 Si掺杂量子限制Stark效应

InGaN绿光led中p型GaN层的优化设计

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半导体光电 2013年第1期34卷 20-24页

作者：郝锐马学进马昆旺周仕忠李国强华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510640 江门市奥伦德光电有限公司江门529000

InGaN绿光led的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得该结构的稳定性下降。由于量子阱结构生长完成之后的p型GaN的生长温度要远高于量子阱结构生长温度,因此,p型GaN的生长过程对多量子阱质量有重大影响。论文... 详细信息

InGaN绿光led的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得该结构的稳定性下降。由于量子阱结构生长完成之后的p型GaN的生长温度要远高于量子阱结构生长温度,因此,p型GaN的生长过程对多量子阱质量有重大影响。论文探讨了p型GaN的生长温度与厚度对绿光led的材料结构及器件性能的影响。研究发现,p-GaN过高的生长温度和过大的厚度都能加剧多量子阱结构中In组分的波动,使得发光峰宽化,同时降低绿光量子阱的发光效率。论文据此提出了优化的p型GaN生长温度与厚度,探讨了量子阱保护层对InGaN绿光led性能的影响,该结构有利于增强绿光led发光波长的稳定性。

关键词： InGaN 绿光led p型GaN 外延生长 X射线衍射

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一种新型垂直结构的Si基GaN绿光led

半导体技术 2008年第S1期33卷 235-237页

作者：卫静婷张佰君刘扬范冰丰招瑜罗睿宏冼钰伦王钢中山大学光电材料与技术国家重点实验室广州510275

为了改善Si基led的电流扩展问题以及降低其工作电压,阐述了一种工艺简单新型垂直结构的Si基GaN绿光led(V-led)。利用ICP在芯片上刻蚀出通孔结构露出n-GaN层和Si衬底层,在通孔上的n-GaN层和Si衬底层蒸镀金属,将n-GaN层和Si衬底层直接导通... 详细信息

为了改善Si基led的电流扩展问题以及降低其工作电压,阐述了一种工艺简单新型垂直结构的Si基GaN绿光led(V-led)。利用ICP在芯片上刻蚀出通孔结构露出n-GaN层和Si衬底层,在通孔上的n-GaN层和Si衬底层蒸镀金属,将n-GaN层和Si衬底层直接导通,形成第一n电极,在减薄的Si衬底背面蒸镀背电极用于形成第二n电极。并且通过改变探针的测试位置,在同一芯片上进行了V-led与横向导电的led结构(L-led)的比较,V-led展现出了良好的性能,其串联电阻相对降低了10%,在大电流注入的情况下,相对光输出强度也有了提高。

关键词：硅衬底通孔垂直结构led 电流扩展绿光led N电极

纳米柱结构增强GaN基绿光led内量子效率的研究

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纳米柱结构增强GaN基绿光LED内量子效率的研究

作者：黄江柱华南理工大学

学位级别：硕士

GaN基纳米柱结构led由于具有表面效应、小尺寸效应等独特性质,具备了较好的光学特性,已成为了当前的一个研究热点。本文通过纳米胶体小球做掩膜,用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀外延片制备绿光纳米柱led,对其光学特性进行了研究,主要的工... 详细信息

GaN基纳米柱结构led由于具有表面效应、小尺寸效应等独特性质,具备了较好的光学特性,已成为了当前的一个研究热点。本文通过纳米胶体小球做掩膜,用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀外延片制备绿光纳米柱led,对其光学特性进行了研究,主要的工作如下:形成一个排列均匀整齐的掩膜是制备高效率纳米柱的重要步骤之一,本文通过旋涂法、滴定法以及气液界面法对纳米胶体小球进行自组装,用扫描电子显微镜(SEM)观察了各自形成的自组装小球形貌,分析了三种方法各自的优缺点,结果表明气液界面法比较适合制备单层紧凑的胶体小球掩膜。通过自组装胶体小球形成SiO2纳米颗粒并以此作为第二掩膜,用ICP干法刻蚀在GaN基绿光外延片上制备了三种不同高度的纳米柱led,用扫描电子显微镜进行了形貌分析,并用光致发光(PL)谱对这三种纳米柱结构的发光性能进行了测试和分析,与普通平面结构样品相对比,高度为747 nm的纳米柱led,其内量子效率提高917%,PL谱峰值波长蓝移18 nm,半高全宽展宽了7 nm。基于制备纳米柱的工艺基础,通过在led量子阱附近制备Ag纳米颗粒表面等离子体,使其与量子阱发生耦合,加快了量子阱的自发复合速率,提高了内量子效率,深度为680 nm的纳米柱结构led加入表面等离子体后,内量子效率可以达到了55.6%,实现了高光效、高速率led。

关键词： GaN 绿光led 自组装纳米柱表面等离子体