n-AlGaInP欧姆接触制备及AlGaInP薄膜LED优化设计

发布时间：2022-02-19 05:07

　　发光二极管（LED）作为新一代绿色照明光源,具有高效、节能、环保、寿命长的优点,在节能减排、低碳发展中发挥了重要作用。现在,四元系AlGaInP材料制备的LED波长可以覆盖红、橙、黄和黄绿波段（550 nm-660 nm）,特别在580 nm～660 nm波长范围内的产品性能优于其他材料体系。通过外延设备、源材料、外延结构和工艺优化,峰值波长630nm左右的AlGaInP红光LED的内量子效率已经高于90%,通过制备薄膜型LED芯片,其输出效率也达到大幅度的提升。但是AlGaInP薄膜型LED在提高光提取效率、成本降低等方面还待进一步研究。另外,用于植物生长照明的660nm波长LED由于需要使用高In组份应变GaInP材料,要获得高内量子效率,量子阱需要很好地优化设计。本文针对高光效AlGaInP薄膜型LED存在的上述问题,进行了一系列电极制备工作以及器件仿真的研究,主要的研究内容与成果如下:1、研究了半导体表面处理、金属电极体系、退火条件对n-AlGaInP欧姆接触性能的影响。结果表明,以Au/Ge/Ni为基础合金系统的电极体系是制备n-AlGalnP欧姆接触的关键。从SIMS测试结... 

【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 LED的发展历史与应用
        1.2.1 LED发展历程
        1.2.2 LED的应用与市场
    1.3 研究背景与意义
    1.4 AlGaInP LED中的主要问题
    1.5 本论文的主要研究内容
第2章 Ⅲ-Ⅴ族半导体欧姆接触机理与制备工艺
    2.1 金属-半导体欧姆接触的形成
        2.1.1 接触势垒的形成
        2.1.2 欧姆接触的形成机理
        2.1.3 欧姆接触中的电流输运机理
    2.2 Ⅲ-Ⅴ族半导体欧姆接触制备工艺
    2.3 欧姆接触的表征
    2.4 常规AlGaInP LED的N型欧姆接触
第3章 AlGaInP薄膜LED芯片的N型AlGaInP欧姆接触研究
    3.1 实验方案
    3.2 n-AlGaInP的掺杂优化实验
        3.2.1 引言
        3.2.2 实验
        3.2.3 结果与讨论
        3.2.4 本节小结
    3.3 n-AlGaInP的表面处理实验
        3.3.1 引言
        3.3.2 实验
        3.3.3 结果与讨论
        3.3.4 本节小结
    3.4 N电极结构设计实验
        3.4.1 引言
        3.4.2 实验
        3.4.3 结果与讨论
        3.4.4 本节小结
    3.5 热退火工艺对n-AlGaInP欧姆接触影响的研究
        3.5.1 引言
        3.5.2 实验
        3.5.3 结果与讨论
        3.5.4 本节小结
    3.6 本章小结
第4章 AlGaInP薄膜LED芯片的ODR结构优化设计
    4.1 AlGaInP LED光提取效率的提升方法
        4.1.1 薄膜型LED芯片
        4.1.2 表面粗化
        4.1.3 电流扩展层
        4.1.4 全方向反射镜(ODR)
    4.2 ODR结构优化设计
        4.2.1 ODR反射率计算
        4.2.2 金属反射镜层的优化
        4.2.3 中间介质层厚度的优化
        4.2.4 中间介质层材料的优化
    4.3 p-GaP生长厚度优化实验
        4.3.1 实验
        4.3.2 结果与讨论
        4.3.3 本节小结
    4.4 本章小结
第5章 AlGaInP LED器件仿真研究
    5.1 APSYS器件仿真软件基本介绍
        5.1.1 仿真软件简介
        5.1.2 基本方程
    5.2 理论基础和物理模型
        5.2.1 边界条件
        5.2.2 载流子产生-复合模型
        5.2.3 Shockley-Read-Hall (SRH)复合模型
        5.2.4 量子尺寸效应
    5.3 波长660 nm LED量子阱优化设计
        5.3.1 AlGaInP体系材料性质
        5.3.2 器件结构
        5.3.3 结果与讨论
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3632274