（信号与信息处理专业论文）algainp红光led芯片的研究与制作.pdf

摘要 高亮度大功率型a 1 g a l n p 红光l e d 是近年来发展的新型可见光l e d 。红光 l e d 作为三基色的一种和蓝绿光l e d 组合在一起，变幻着五光十色。a 1 g a i n p 四元红光l e d 具有电流承受力强、发光效率高以及耐高温等优点，在照明、显 示、指示灯中的应用具有不可替代的地位，广泛应用于照明的各个领域。深入分 析其工作机理、优化材料外延生长工艺，研究管芯制作工艺，提高a i g a l n p 红光 l e d 的亮度，改善散热条件等都具有非常重要理论意义和现实意义。 本论文在对外延技术进行了广泛研究的基础上，分析了高亮度功率型 a 1 g a i n p 红光l e d 外延片的材料结构，并对本论文所用的外延片进行了相关的 测试。对功率型a 1 g a l n p 红光l e d 的材料结构设计和版图设计进行了优化，有 效地提高了g a a s 基a 1 g a i n p 红光l e d 发光的外量子效率和电学性能。优化了 大功率单面和双面电极a i g a i n p 红光l e d 管芯的部分工艺，包括：湿法腐蚀、 金属剥离以及快速热退火工艺。摸索出较佳的湿法腐蚀液配比及腐蚀方法、剥离 和退火工艺参数，有效地降低了接触电阻，提高了芯片性能。对制备好的管芯， 进行了相关的电学和光学测试。对制备好的管芯进行了封装，并对封装好的l e d 进行了相关的电学和光学测试。分析比较了单面和双面a 1 g a l n p 红光l e d ，镀 i t o 的和未镀i t o 的双面a 1 g a l n p 红光l e d 管芯与封装好的l e d 器件的电学 与光学特性，得出了有益的结论。 本论文的目的是：通过电极形状的改变及工艺参数的优化，在g a a s 基 a 1 g a i n p 红光l e d 外延片上制作出发光效率很高的高亮度、大功率的红光l e d 芯片。 关键词：发光二极管；a 1 g a i n p ；高亮度；大功率；剥离；退火；湿法腐蚀 a b s t r a c t t h eh i g h - b r i g h t n e s sa n dh i g h - p o w e ra 1 g a l n pr e dl e di san e wk i n do f v i s i b l el i g h tl e dw i t hal a r g ec u r r e n tc a p a c i t y , h i 曲l u m i n o u se f f i c i e n c ya n de x c e l l e n t h e a tr e s i s t a n c ea n dh a sb e e nu s e di nv a r i o u sl i g h t i n gf i e l d s r e dl e da so n eo ft h r e e m o n o c h r o m a t i cs o b r c e s ，r e d ，g r e e na n db l u e ( r g b ) ，i t sl i g h tm i x e sl i g h tf r o mg r e e n i s h b l u el e dc a l lp r o d u c ec o l o r f u ll i g h t t h er e dq u a t e r n a r ya i g a i n pl e dh a v ep l a y e d a ni r r e p l a c e a b l er o l ei nl i g h t i n g , d i s p l a ya n ds oo n i nt h ew o r k ，i ti si m p o r t a n tt o p r o f o u n da n a l y s i si t sw o r k i n gm e c h a n i s m ，i m p r o v ee p i t a x i a lg r o w t ht e c h n i q u ea n d s t u d yt h ed i em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s m e a n w h i l e ，h o wt oi n c r e a s et h eb r i g h t n e s so f a 1 g a i n pl e da n dh o wt oi m p r o v eh e a td i s s i p a t i o na r eu r g e n t t h e s ef a c t o r sh a v ea g r e a tt h e o r e t i c a la n d r e a l i s t i cs i g n i f i c a n c e i nt h i sp a p e r , t h ee p i t a x i a lm a t e r i a ll a y e r so fh i g h - b r i g h t n e s sa n dh i g h - p o w e r a 1 g a l n pl e di sa n a l y s e da n dt h ee p i t a x i a lw a f e ru s e di st e s t e do nt h eb a s eo ft h e e x t e n s i v es t u d yo fe p i t a x yt e c h n i q u e t h ee x t e m a lq u a n t u me f f i c i e n c ya n de l e c t r i c a l p r o p e r t i e sa r ee f f e c t i v e l ye n h a n c e db yo p t i m i z i n gt h em a t e r i a ls t r u c t u r ea n dl a y o u t d e s i g no ft h eh i g h p o w e ra 1 g a i n pl e db a s e do ng a a ss u b s t r a t e t h ep r o c e s so f s i n g l es i d ee l e c t r o d ea n dd o u b ts i d e se l e c t r o d ea 1 g a l n pl e d i so p t i m i z e di n c l u d i n g w e te t c h i n g , m e t a ll i f t - o f fa n dr a p i dt h e r m a la n n e a l i n g t h ec o m p o s i t i o nr a t i oo fw e t e t c h i n gl i q u i d ，e t c h i n gm e t h o da n dt h ep a r a m e t e r so fw e te t c h i n g , e v a p o r a t i o na n d s i n t e r i n ga r ed e v e l o p e dt od e c r e a s et h ec o n t a c tr e s i s t a n c eo fp t y p ee l e c t r o d ea n d i n c r e a s et h ep e r f o r m a n c eo ft h el e d t h ee l e c t r i c a la n do p t i c a lp r o p e r t i e so ft h el e d d i e sh a v eb e e nm e a s u r e d t h ed i e sw e r ep a c k a g e d a n d ，t h e i re l e c t r i c a la n do p t i c a l p r o p e r t i e sw e r em e a s u r e d t h ee l e c t r i c a la n do p t i c a lp r o p e r t i e so fd i f f e r e n ta 1 g a i n p r e dl e d si n c l u d i n gs i n g l es i d ea n dd o u b ts i d e sl e d ，d o u b ts i d e sl e dd e p o s i t e di t o a n dw h i t o u ti t oa r ea n a l y z e da n dc o m p a r e d s o m eu s e f u lc o n c l u s i o ni sd r a w n t h ea i mo ft h i sp a p e ri st of a b r i c a t er e dl e dc h i p s ，w h i c hh a v eah i 曲l u m i n o u s e f f i c i e n c ya n dh i g h - b r i g h t n e s so nt h ea 1 g a l n pe p i t a x i a lw a f e ro ng a a ss u b s t r a t eb y c h a n g i n ge l e c t r o d es h a p ea n do p t i m i z i n gp r o c e s sp a r a m e t e r s k e yw o r d s ：l e d ，a i g a l n p ，h i g h - b r i g h t n e s s ，h i g h p o w e r , l i f t o f f ，a n n e a l i n g , w e t e t c h i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除 了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得鑫鲞墨些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：描谈签字日期：2 矽悻3 月f 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞：三些盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授 权墨连王些叁堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位敝作者签名够该 导师繇学篱戎 签字日期如砰年- ；月1 日 签字日期：加5 年j 月罗日 学位论文的主要创新点 本论文在管芯制备工艺方面有所创新。创新点如下： 采用了两种正性光刻胶a z 5 2 1 4 和b p 2 1 2 作掩膜的剥离方法进行p 电极 的制备，有效克服了单层正性光刻胶作掩膜制备p 电极时不易剥离和金属 淀积太薄的问题。 采用了多层材料的分层腐蚀技术，针对外延片不同层的不同成分采用了不 同的腐蚀液，腐蚀后台面更加平整，腐蚀后的芯片的均匀性和一致性更优。 第一章概述 1 1 引言 第一章概述 l e d 是第一个进入市场的商用化合物半导体，已经有三十多年的发展历程。 最早的l e d 是采用l p e ( 液相外延生长) 技术做成的红光g a a s p 发光二极管， 其性能相对于目前来说比较低。1 9 7 0 年，在g a p 和g a a s p 中加入氮的方法被提 出后，提升了l e d 的性能并且制作出了除红光以外的绿光、橘黄色光等l e d 器 件【i 】。上世纪8 0 年代初期，利用液相淀积技术制成的a 1 g a a s 发光二极管具有较 好的性能【2 】。上世纪9 0 年代后，由于新型材料以及新的外延技术引入到红光l e d 的研究中，利用有机金属化学气相淀积法( m o c v d ) 制作的a 1 g a l n p 发光二极 管大大改善了红色和黄色光谱区的l e d 的性能【3 】。近年来，l e d 技术的改进一 直围绕着寻找更好的发光材料，改善芯片结构和封装方法等方面。虽然l e d 在 实验室中已经产生了很多年，而且在商业上的应用范围也不断扩大，但是l e d 的光输出仍然低于传统的光源。就技术方面而言，发展的瓶颈是外量子效率的提 升。目前，虽然内量子效率已经高达百分之九十以上。但是经过封装后，外量子 效率只有百分之三十左右，有很大的技术提升空间。 1 2l e d 发光原理 发光二极管的核心部分是由p 型半导体和1 1 型半导体组成的晶片，在p 型半 导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为p n 结。在某些半导体材料( 如一些 i i i v 族化合物) 的p - n 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的 能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。在p n 结两端加反向电 压时，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二 极管叫发光二极管，通称l e d 。 l e d 是一种将电能转换为光能的注入式固体电致发光( e l ) 的半导体器件，它 的实质性结构是半导体材料构成的p n 结【4 巧】。因此它具有一般p n 结的i v 特性， 即正向导通、反向截止和击穿特性。当p n 结施加正向偏置时，多余的载流子会 经过耗尽而渗透至对方区域。p 区和n 区的多数载流子向对方区域扩散，电子与 空穴复合。复合时产生的能量以光能的形式释放，半导体晶体就发出从紫外到红 外不同颜色的光。l e d 发光的强弱与电流大小有关系，光的颜色与芯片的材料 有关系。图1 1 所示为发光二极管p n 结的能带结构。其中，( a ) 表示平衡状态； ( b ) 表示正向偏压时；( c ) 表示的是注入高密度电流时的电子与空穴复合发光的情 况。至于不发光的复合，则由通过禁带中央深能级的复合以及在晶体中产生的热 天津i ：业人学硕士学位论文 能损失。 ( a ) 平衡状态 ( b ) 正向偏压时 。，夕7 7万万万麓嬲 n 矗y i 、，_ 、-琢 l 历乃乃勿彩形钐黝 d ( c ) 注入高密度电流时 图1 - l发光二极管p - n 结的能带结构 半导体可分为直接带隙半导体和间接带隙半导体两种。发光二极管大都采用 直接带隙材料，这样可使电子直接从导带跃迁到价带与空穴复合而发光，它有很 高的发光效率【6 】。反之，采用间接带隙材料，其效率就低一些。要产生短波长的 l e d ，必须使用较宽带隙的直接带隙半导体材料，利用电子和空穴发生辐射性复 厶 口。 根据统计学规律，电子空穴对复合发光所发射光子的方向是随机的，这样发 光二极管的结构就显得十分重要。它要求发射的光子能够有效地从器件中发射出 来，不至于被半导体材料自身所吸收。这就要求p 区尽可能薄，以减少吸收，或 采用异质结结构的器件。 第一章概述 1 3l e d 发光效率 在电子跃迁的过程中，辐射跃迁和无辐射跃迁( 即无光发射跃迁) ，往往总 是同时存在的。二者所占的比例不同，材料就会有不同的发光效率。 所有的发光元件要想获得高的发光效率都需要具有高的内部量子效率铂， 即产生的光子与进入呻结内的载流子之比，同时也要有高的外部量子效率孙， 即产生的发光光子数目与越过p - n 结的载流子数目之比。其定义如下式所示： 单位时间内复合产生的光子数 7 内2 覃面而丽蕊灭而簪f 亏甄夏预 单位时间内发射的光子数 7 = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 。外单位时间内注入的电子数一空穴对数 公式( 1 1 ) 公式( 1 2 ) 由上面的定义可知，孙描述了材料的总有效发光率。外部量子效率比内部 量子效率低的原因之一是有些光在材料表面辐射之前被吸收，而且光到达表面时 只有低于临界角的光才能辐射。为了使半导体材料有实用价值，不但要提高内部 量子效率，还要采取适当措施提高外部量子效率。 1 3 1 大功率a 1 g a l n pl e d 的内量子效率 外延片内部的光电转换效率取决于辐射复合和损耗的平衡。一般来说，损耗 有两个方面，一是非辐射复合，另一方面是载流子通过限制层溢出损耗。自发的 辐射复合包括两种粒子：电子n 和空穴p 。 肖克莱一里德一霍尔复合率的方程式给出了非辐射复合率： 一印一彬 r s r , - , n t , + p x p 公式( 1 3 ) 其中t h 和p 分别是空穴和电子的捕获时间。 大多数有源层在工作条件下，可以认为n p ，r 删仅与，l 成线性关系。因此 可以认为注入的载流子密度越低，对应的工作电流越低，非辐射复合占优势，光 功率与电流的平方成比例。当电流增大时，辐射过程占主导，此时光功率与电流 将变为线性的关系【7 j 。 要得到高的内部量子效率，p n 结的结构有很重要的作用。简单的p 1 1 结用 天津_ 【：业大学硕士学位论文 同质结构，不容易得到高效率。因为p - n 结材料间折射率之差低，光的阈值也低， 其结果如图1 - 2 ( a ) 所示。图1 - 2 ( b ) 所示的双异质结构，其p - n 结材料与中间活 性层的材料不同，带隙较大，可以得到高的折射率之差。所辐射的光不但强而且 半高宽较窄，可以提高效率。所以这种结构目前已经取代了同质结构。 静 杂 辖 - ( a ) 同质p - n 结 e 弋乒二 e = = 扮t r vj l ( b ) 异质p - n 结 图1 2p - n 结特性比较( 上图是能带图，中间图是折射率分布图， 下图是光局限不同所产生的光谱) 同时，l e d 的活性层也采用了半导体激光器所用的量子阱结构，如图1 3 所示是量子阱能带图。当活性层的厚度减小到与德布罗意波长相近时，量子力学 现象出现，这些薄的活性层就是量子阱。量子阱的数目可以是一个到几十个，量 子阱的带隙是不连续的，也是分离的。用量子阱可以得n d , 的临界电流，同时量 子阱的材料可以改变因晶格不匹配而产生的压缩性或是伸张性应变，这些应变可 以改变波长，并减少临界电流。 4 第一章概述 图1 3 量子阱能带图 跟早期的g a a s pl e d 相比，大功率a 1 g a l n pl e d 的外延层结构显得更加复杂 和精确。活性层的设计多采用双异质结结构，并且采用多量子阱结构( m q w ) 结 构，可以更好的限制电流的分布。此外在活性层和限制层中间还加入限制层，可 以更好的控制掺杂的浓度，以防止p 型掺杂( m g ，z n ) 和n 型掺杂( t e ) 在材料生 长时混合。通常，完整的外延片结构包括生长顶部的窗口层、电流扩散层，还可 以选择在g a a s 衬底上生长布拉格反射层以反射射向g a a s 衬底的光。这些措施都 极大的提高了红光l e d 内量子效率。现在红光l e d 内量子效率可达到9 9 埔圳， 提高空间已经不大。 1 3 2 大功率a 1 g a l n p 红光l e d 的外量子效率 通常，在l e d 的量子阱结构的有源层两侧会生长宽禁带材料以获得高的外 量子效率。l e d 的外量子效率不仅由内量子效率决定，而且也由从高折射率的 半导体材料逃逸到低折射率的介质的光子数目决定。l e d 活性层发射的光子与 注入的电子的比例可以由内量子效率来度量【1 0 1 。而外量子效率，k 等于内量子效 率，乘以抽取效率，即： 7 7 嘣2 矽i n t 7 7 倒 公式( 1 4 ) 定义为输出的光子数目与输入的电子数目的比值，也可以用下式来计算1 1 1 2 1 ： 付( 粤h o ) ( 和盖) 1 0 0 ql f f 。 公式( 1 5 ) 天津ji ：业人学硕十学位论文 其中r t o p t 由下式给出： 7 7 叫2r i a r l r r l c 公式( 1 6 ) 其中玑是吸收效率，r l f 是菲涅尔损耗效率，是临界角损耗效率。玑描述的是 l e d 内部产生的光子由于再吸收的损耗，称和描述的是由于内部反射产生的 损耗。 内部损耗有临界角损耗、菲涅尔损耗等，以下简单介绍这两种损失机制。 ( 1 ) 临界角损耗 临界角损耗是由于光子在l e d 与空气表面反射角大于临界角时产生的。由 光的折射定律我们可以知道： 刀。s i n o l = 甩2 s i n b 2 专0 。= s i n 一1 ( 丝) 1 公式( 1 7 ) n z 和分别是半导体材料和介质的折射率。当0 2 = 9 0 。时，研即成为临界角 皖= a r c s i n 堕 公式( 1 8 ) 对于a 1 g a l n pl e d ，g a p 的折射系数为3 4 ，临界角o c = 1 7 。到达g a p 表面 的光子，如果角度超过1 7 。就会被全部反射回半导体内部。这样，只有2 0 。= 3 4 。 的光能够从a 1 g a l n pl e d 表面逃逸。如图1 4 所示。 光子从a 1 g a l n pl e d 射进空气时的全反射效率因数为： 铲c = c 南2 = 0 0 8 6 5 刁。= ( ) = ( 击) = n l “。 公式( 1 - 9 ) 第一章概述 ，i 宝气 n = l g 擅 n ；- 3 4 晚_ l 尹 图1 4 光的折射定律在a 1 g a l n pl e d 中的应用 ( 2 ) 菲涅尔损耗 当光从折射率为，z l 的介质进入到折射率为他的介质时，一部分的光会在介质 内部反射。这种损耗叫做菲涅尔损耗。反射系数为： r ：( ：竺鱼)= ( - 二) i r 2 + n i 介质内部的穿透系数为： 公式( 1 1 0 ) r ：1 一只：1 一( 塑) ：( 1 0 b ) 公式( 1 1 1 ) ，1 2 + 以l撑i + 2 n l n 2 + 刀2 菲涅尔损耗效率因数是： 4 孙5 面2 + 三+ l ，z l n 2 公式( 1 1 2 ) 对于a i g a l n pl e d ，当光从a i g a l n pl e d 进入空气中时会发生菲涅尔损耗。 假设g a p 的折射系数为3 4 ( n 。) 、空气是1 ( 心) ，代入方程中，只有7 0 2 的光 能够穿过g a p 空气的分界面。 天津i ：业人学硕+ 学位论文 1 4 提高a 1 g a l n pl e d 外量子效率的方法 从l e d 出现以来，发光效率一直是人们研究和探讨的问题。由于内量子效 率与材料质量和l e d 结构有关，大幅度提高内量子效率难度较大。因此，目前 很多l e d 厂家和研究机构致力于提高外量子效率。对l e d 来说，单纯的增加输 入功率，亮度会成比例的上升，但l e d 芯片的发热量会随之增加。目前，大功 率l e d 的空穴和电子对的能量中9 0 成为内部热被耗损掉【1 3 】，过多的热将损坏 它的结晶和封接而缩短寿命，若能将这部分内部耗损的热能转换成光能则可提高 发光效率 1 4 1 。 目前红光l e d 采用的g a a s 衬底尽管与a 1 g a l n p 有很好的晶格匹配，但是 它对红、黄光的吸收严重。并且由于a i g a l n p g a a s 系半导体折射系数n ，= 3 3 5 ，光从内部射入折射率为的介质时临界角： o c ：a r c s i n 堕 也 公式( 1 一1 3 ) 对于平滑的表面，光线的逃逸角0 4 x 1 0 1 7 主波长( b )n m 6 2 5 士5 p l 谱半宽( f w h m )n m 7 0i f = 2 0 m a 波长不均匀性 9 0o o 蒸发或是溅射金属后，光刻胶被金属完全覆盖，剥离液 很难穿透金属溶解光刻胶。用超声振动可以增强剥离液的渗透【9 l 】，但是超声波振 动很容易使应该留下的金属与基片脱落。理想的剥离工艺如图4 1 4 所示。 光刻胶 图4 1 4 理想的光刻后光刻胶的侧壁形状 光刻胶的内上角0 9 0o j , 有明显的倒角悬垂，剥离液很容易穿透金属溶解光刻胶。 为了能有效进行剥离，剥离掩膜层必须满足以下要求： ( 1 ) 首先要使好的金属图形层沉积在光刻胶掩膜断开区域内，而掩膜上金属 层与掩膜断开区域内金属图形层相互是分离的。这就要求掩膜层厚度一定要比形 成图形的金属层厚。 ( 2 ) 剥离掩膜必须易形成光刻掩模版上图形，且有高的分辨率。在烘烤、蒸 发金属等环境下，掩膜材料的膨胀率要小。掩膜图形热稳定性要好，形变小。为 了有效形成剥离图形，所用掩膜层也必须很容易剥离掉。 ( 3 ) 光刻掩膜层图形侧剖面呈倒“八”字型，这是剥离能否成功的关键。 ( 4 ) 脆性金属材料( 如a 1 ) 比延展性好的金属材料( 如a u ) 易得到好的剥离 金属图形。 在剥离技术中，金属图形线条的粗细受到光刻分辨率的限制。为了充分发挥 剥离工艺的能力，必须精确地控制掩膜图形尺寸。通常正性光刻胶具有灵敏度高， 膨胀形变小，形成图形稳定性好等优点，在剥离技术中得到广泛的应用。目前国 内外常采用的几种剥离技术方法：氯苯浸泡法e 9 2 图象反转法删及多层掩膜剥 离法【9 4 】等方法，可以获得有利于剥离的倒“八”字侧剖面图形。 利用多层掩膜剥离的方法很多，通常的应用为双层结构【9 5 1 ，而形成图形的关 键仅在顶层。这是因为它确定剥离区域金属图形尺寸的大小，而底层提供了该掩 膜层和会属层之间的厚度差。它的厚度可以消除金属台阶覆盖，避免剥离失败。 本文采用的是a z 5 2 1 4 和b p 2 1 2 两种正性光刻胶，工艺过程如下： 首先，先在外延片表面涂a z 5 2 1 4 。热板烘干后，进行全面曝光( 不加任何 掩模版) 。然后，再涂第二层胶b p 2 1 2 ，热板烘干后，进行常规曝光( 加所需的 天律| 工业大学硕士学位论文 掩模版) 。最后，两层光刻胶同时进行显影。由于两种光刻胶在相同的曝光时间 下，在丙酮中显影的时间不一样，所以不需要用有机溶剂进行处理。用单步显影 工艺就可以得得到具有暗刻蚀侧剖面的适合于剥离的掩膜图形，如图4 1 5 所 不。 r 二二二l b p 2 1 2 。 1 a z 5 2 1 4 ，l 。一 甚片 圈4 - 1 5 双层光刻胶工艺的掩膜结构 单层光刻胶和双层光刻腔掩蔽下，金属剥离后光刻胶表面的s e m 图如图 4 - 1 6 所示。 ( 町单层光刻胶嘞双层光刻腔 图4 - 1 6 双层光刻胶掩蔽f ，金属划离后光刻睦表面的s e m 图像 由图中可以很明显的看出，通过双层光刻胶作掩膜进行金属剥离后，能获得 有利于剥离的倒“八”字侧剖面图形。这与理想的光刻胶淀积金属后的剖面图很 接近。 4 4 管芯的实验结果 本文采用如图2 - 6 所示的材料结构制作了三种不同结构的面积为l m m x l m m g a a s 基a 1 g a l n p 红光发光二极管管芯。图4 - 1 7 、图4 - 1 8 分别为双面红光l e d 的发光照片及l v 特性曲线图。 本文采用y b 4 8 1 0 a 型半导体管特性图示仪，对以上三种不同结构的g a a s 基a i g a i n p 红光l e d 进行测试，得到了很好的i v 特性，分别达到的参数指标 为：三种不同结构的g a a s 基a i g a i n p 红光l e d ( 图5 - 5 是三种不同结构的g a a s 基a i g a l r l p 红光l e d 的l v 特性示意图) ：当正向压降小于25 v 时，即可得到 第四章大功率a l g a r i p 红光l e d 芯片的制作器件工艺实验与结论 3 5 0 m a 电流；在5 v 反向电压条件下，其反向电流小于1 盯s a ；在正向电压达到 i o v 时，未见击穿。 ”警 聱 ，一 巍1 图4 - 1 7 被面红光l e d 发光照片 i 墨 e e a l | v o l t a g eu v 瞄4 - 1 8 双面红光l e d 的l v 特性曲线 测试获得了三种方案的g a a s 基a i g a l n p 红光l e d 的性能指标，其数据如 下表4 - 2 所示。 表4 - 2 三种红光l e d 性能汇总 测量项目符号测试条件单位 23 正向电压 v fl r 一3 5 0 m a 25 25 25 发光强度 1 vl r 一3 5 0 m a ， 1 3 0 0 l3 2 0 1 4 2 0m c d 主波长k 6 2 06 1 56 1 8 反向电流 k v f y 5 v 1 0 1 0 l o 色温y ci f = 3 5 0 m a_ 1 0 0 0_ 5 0 e x t e r n a l q u a n t u me f f i c i e n c y j a p p l p h y s l e t t ，1 9 9 9 ，7 5 ( 1 6 ) ：2 3 6 5 - 2 3 6 7 2 6 h u hc ，l e eks ，k a n gej ，e ta 1 i m p r o v e dl i g h t - o u t p u ta n de l e c t r i c a l p e r f o r m a n c eo fi n g a n - b a s e dl i g h t i n g - e m i t t i n gd i o d eb ym i e r o r o u g h e n i n go f p g a ns u r f a c e j j a p p l p h y s ，2 0 0 3 ，9 3 ( 11 ) ：9 3 8 3 9 3 8 5 2 7 w i n d i s c hr ，b u t e n d e i c hr ，i l l e ks ，e ta 1 10 0 l m wi n g a a i pt h i n - f i l m l i g h t e m i t t i n gd i o d e s w i t hb u r i e dm i c r o r e f l e c t o r s j i e e ep h o t o n t e c h n 0 1 l e t t ，2 0 0 7 ，19 ( 10 ) ：7 7 4 - 7 7 6 2 8 p e n gwc ，w uys h i g h p o w e ra i g a l n pl i g h t e m i t t i n gd i o d e sw i t hm e t a l s u b s t r a t e sf a b r i c a t e d b y w a f e r b o n d i n g j a p p l p h y s 参考文献 l e t t ，2 0 0 4 ，8 4 ( 11 ) ：1 8 4 1 一1 8 4 3 2 9 k r a m e smr ，s h c h e l ( i nob ，m u e l l e r m a c hr ，e ta 1 s t a t u sa n df u t u r e o fh i g h p o w e rl i g h t e m i t t i n gd i o d e sf o rs o l i d - s t a t e l i g h t i n g j j d i s p l a y t e e h n 0 1 ，2 0 0 7 ，3 ：16 0 17 5 【3 0 1 方志烈，秦金妹半导体发光材料和器件 m 】上海：复旦大学出版社，19 9 2 ， 4 6 4 7 【31 m o r g a ndva l i y uyh ，b u n c erw je ta 1 e l e c t r i c a la n do p t i c a l p r o p e r t i e s o fh i g h p e r f o r m a n c em o c v dg r o w n ( a l x g a l - x ) y i n l y p v i s i b l e l i g h t - e m i t t i n gd i o d e s j e l e c t r o n l e t t ，1 9 9 3 ，2 9 ( 2 2 ) ：1 9 9 1 - 1 9 9 2 3 2 l i njf ，w umc ，j o umj ，e ta 1 h i g hr e l i a b l eo p e r a t i o no fi n d i u mt i no x i d e a 1 g a l n po r a n g el i g h t - e m i t t i n gd i o d e s j e l e c t r o nl e t t ，1 9 9 4 ，3 0 ( 2 1 ) ：1 7 9 3 - 1 7 9 4 【3 3 w umc ，l i njf j o umj ，e ta 1 h i g hr e l i a b i l i t yo fa i g a i n pl e d sw i t h e f f i c i e n c yt r a n s p a r e n t c o n t a c t sf o rs p m i a l l yu n i f o r ml i g h te m i s s i o n j i e e e e l e c t r o nd e v i c el e t t ，1 9 9 5 ，1 6 ( 11 ) ：4 8 2 - 4 8 4 3 4 b h a r g a v arn ，m u r a upc e f f i c i e n tr e dg a pl e d sw i t hc o m p e n s a t e dp l a y e r s j j a p p l p h y s ，1 9 7 4 ，4 5 ( 8 ) ：3 5 4 1 3 5 4 6 。j 3 5 黄柏标a i g a l n p 高亮度发光二极管外延材料及器件研究 d 】济南：山东大 学，2 0 0 2 3 6 k u ocp ，f l e t c h e r + rm ，o s e n t o w s k itd ，e ta 1 h i g hp e r f o r m a n c e a i g a l n pv i s i b l e l i g h t e m i t t i n gd i o d e s j a p p l p h y s l e t t ， 19 9 0 ，5 7 ( 2 7 ) ：2 9 3 7 2 9 3 9 【3 7 s t r e e t m a nbgb a n e r j e e s s o l i ds t a t ee l e c t r o n i cd e v i c e s m n e wj e r s e y ： p r e n t i c e - h a l l ，19 9 5 【3 8 y upyc a r d o n am ，f u n d a m e n t a l so fs e m i c o n d u c t o r s m b e r l i n ：s p r i n g e r v e r l a g ，1 9 9 6 3 9 h a t a k o s h iqi t a y ak i s h i k a w am ，e ta 1 s h o r t - w a v e l e n g t hi n g a a l p v i s i b l el a s e rd i o d e s j i e e ej q u a n t u me l e c t r o n ，1 9 9 1 ，2 7 ( 6 ) ：1 4 7 6 1 4 8 2 【4 0 n o m u r ai ，k i s h i n okk i k u c h ia ，e ta 1 6 0 0 - n n l - r a n g e g a l n p a i l n p s t r a i n e dq u a n t u mw e l ll a s e r sg r o w nb yg a ss o u r c em o l e c u l a rb e a me p i t a x y j j p n j a p p l p h y s ，19 9 4 ，3 3 ( 1b ) ：8 0 4 810 41 h a m a d ah ，t o m i n a g ak ，s h o n om ，e ta 1 r o o m t e m p e r a t u r ec w o p e r a t i o no f610 n mb a n da i g a l n ps t r a i n e dm u l t i q u a n t u mw e l ll a s e rd i o d e sw i t h m u l t i q u a n t u mb a r r i e r j e l e c t r o n l e t t ，19 9 2 ，2 8 ( 19 ) ：18 3 4 一l8 36 【4 2 k a m i y a m as ，u e n o y a m at ，m a n n o hm ，e ta 1 s t r a i ne f f e c to n6 3 0 n m g a l n p a i g a l n p m u l t i - q u a n t u m w e l l l a s e r s j j p n j a p p l p l a y s ，1 9 9 4 ， 3 3 ( 5 a ) ：2 5 7 1 - 2 5 7 8 【4 3 u e n oye n d ok ，f u j i ih ，e ta 1 c o n t i n u o u s w a v eh i g h p o w e r ( 7 5 m w ) o p e r a t i o no fat r a n s v e r s e m o d e s t a b i l i s e dw i n d o w s t r u c t u r e6 8 0 n ma l g a l n p 7 1 天津一i ：业人学硕十学位论文 v i s i b l el a s e rd i o d e j e l e c t r o n l e t t ，1 9 9 0 ，2 6 ( 2 0 ) ：1 7 2 6 - 1 7 2 8 4 4 h u a n gmf l i uph ，l i ujs ，e ta 1 e x p e r i m e n t a la n dn u m e r i c a ls t u d yo nt h e o p t i c a lp r o p e r t i e so fy e l l o w - g r e e na i g a i n pl i g h te m i t t i n gd i o d e s j p r o c s p i e ，2 0 0 0 ，4 0 7 8 ：5 9 5 - 6 0 2 4 5 c h a n gsj ，c h a n gcs 6 5 0 n ma 1 g a l n p g a l n pc o m p r e s s i v e l ys t r a i n e d m u l t i - q u a n t u m w e l l l i g h t e m i t t i n gd i o d e s j j p n j a p p l p h y s ，19 9 8 ，3 7 ：l 6 5 3 一l 6 5 5 【4 6 s t r i n g f e l l o wgb ，c r a f o r dmqh i g hb r i g h t n e s sl i g h te m i t t i n gd i o d e s ： s e m i c o n d u c t o r sa n ds e m i m e t a l sv o l u m e4 8 ( s e m i c o n d u c t o r sa n ds e m i m e t a l s ) m s a nd i e g o ：a c a d e m i cp r e s s ，19 9 7 4 7 m e n e yat p r i n sd ，p h i l l i p saf ，e ta 1 d e t e r m i n a t i o no ft h eb a n ds t r u c t u r e o fd i s o r d e r e da 1 g a l n pa n di t si n f l