| cyqdesign | 2007-03-09 16:22 |
利用表面粗化技術(shù)提高發(fā)光二極管出光效率Huang 等人 [2] 利用激光輻照的方法在傳統(tǒng)的 IaGaN/GaN 發(fā)光二極管上部 p-GaN 表面形成納米級粗糙層。這里所說的傳統(tǒng)的 GaN 發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為： 560 ℃ 生長 30nm 厚的GaN 低溫緩沖層，一個 2μm 厚的未摻雜 GaN 層，一個在 1050 ℃ 生長的 1.5μm 厚的 n-GaN 層，一個包含 5 個循環(huán)的的 In 0.21 Ga 0.79 N 2nm /GaN 5nm 多量子井層，一個 0.3μm 厚的 p-GaN 層。并且采用表面粗化處理的器件和傳統(tǒng)器件采用相同的生長方法和步驟制備。經(jīng)過表面粗化后， p-GaN 表面均方根粗糙度由 2.7nm 增加到了 13.2nm 。結(jié)果顯示，采用表面粗化處理的器件的在加上 20mA 電流時，亮度提高了 25% 。但是工作電壓從 3.55 降低到了 3.3V 。采用表面粗化處理的器件的系統(tǒng)電阻降低了 29% ，這是因為表面粗化后增加了接觸面積和經(jīng)過激光輻照后，具有了更高的空穴濃度。 很多人 [3-7] 利用表面粗化來提高出光效率做了研究，主要利用的方法包括表面粗化、晶片鍵合和激光襯底剝離技術(shù)等。但是這些研究都只把注意力放在了 GaN 基發(fā)光二極管頂部一個表面的粗化上。 W. C. Peng 等人 [8] 對利用雙層表面粗化來提高出光效率做了研究。 Wei chih peng 等人制備了三種 LED 器件。如圖 1 所示。其中 CV-LED 表示未作任何表面粗化處理的 LED 。 PR-LED 表示 p-GaN 進行粗化處理的 LED 。 DR-LED 表示 p-GaN 層和 undoped-GaN 層進行粗化處理的 LED 。  圖 1 ：器件結(jié)構(gòu)示意圖    (a) 未經(jīng)過處理的 p-GaN 表面 (b) 經(jīng)過粗化處理的 p-GaN 表面 (c) 經(jīng)過粗化處理的 undoped-GaN 表面 圖 2. 掃描照片結(jié)果 經(jīng)過表面粗化后，器件的性能并沒有受到影響。在注入電流為 20mA 時， DR-LED 正面出光強度為 133mcd , 是未經(jīng)粗化處理的器件的 2.77 倍。背面出光強度為 178mcd ，是 CV-LED 器件的 2.37 倍。這是因為經(jīng)過表面粗化后，可以給光子提供更多出射的機會，而且開始出射角度在臨界角之外的光也可以通過多次折射，最后進入臨近角內(nèi)，使器件獲得更多的出光。 |
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