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Light output improvement of GaN-based light-emitting diodes grown on Si (111) by a via-thin-film structure

Journal of Semiconductors 2018年第4期39卷 39-43页

作者： Zengcheng LI Bo Feng Biao Deng Legong Liu Yingnan Huang Meixin Feng Yu Zhou Hanmin Zhao Qian Sun Huaibing Wang Xiaoli Yang Hui Yang Key Laboratory of Nanodevices and Applications Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics Chinese Academy of Sciences Suzhou 215123 China Lattice Power (Changzhou) Corporation Changzhou 213164 China Lattice Power (Jiangxi) Corporation Nanchang 330029 China Beijing Advanced Materials Development Center Beijing 100083 China

This work reports the fabrication of via-thin-film light-emitting diode （via-TF-led） to improve the light output power （LOP） of blue/white GaN-based leds grown on Si （111） substrates. The as-fabricated via-TF-leds were featured with a roughened n-GaN surface and the p-GaN surface bonded to a wafer carrier with a silver-based reflective electrode, together with an array of embedded n-type via pillar metal contact from the p-GaN surface etched through the multiple-quantum-wells （MQWs） into the n-GaN layer. When operated at 350 mA, the via-TF- led gave an enhanced blue LOP by 7.8% and over 3.5 times as compared to the vertical thin-film led （TF-led） and the conventional lateral structure led （LS-led）. After covering with yellow phosphor that converts some blue photons into yellow light, the via-TF-led emitted an enhanced white luminous flux by 13.5% and over 5 times, as compared with the white TF-led and the white LS-led, respectively. The significant LOP improve- ment of the via-TF-led was attributed to the elimination of light absorption by the Si （111） epitaxial substrate and the finger-like n-electrodes on the roughened emitting surface.

关键词： via thin film led structure GaN-on-Si light-emitting diode light extraction

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