GaN基薄膜LED倒装芯片表面结构设计及光萃取效率研究

发布时间：2019-09-26 06:15

【摘要】：利用FDTD方法研究具有表面微纳结构氮化镓基倒装薄膜LED芯片的光萃取效率。通过优化表面结构并研究了器件的光萃取效率随p-Ga N层厚的变化。研究发现,具有表面光子晶体和六棱锥结构的器件的光萃取效率最大值比无表面微结构器件分别提高了56%和97%。尽管两种表面结构都能有效提高器件的光萃取效率,然而采用光子晶体的方案对p-Ga N厚度和腔长要求极为苛刻。采用六棱锥结构则不仅可以获得更高的光萃取效率,并且还将大大降低实验上材料外延生长及器件制备的难度。
【图文】：

342发光学报第38卷500nm500nm500nm500nm500nm（a）（b）（c）（d）（e）图4LED表面经KOH不同时间腐蚀后的SEM图像。(a)0min;(b)4min;(c)8min;(d)12min;(e)16min。Fig．4SEMimagesofLEDsurfacewithdifferentKOHetchingtime．(a)0min．(b)4min．(c)8min．(d)12min．(e)16min．0.6０.54１６t/minExtractionratio０８０.4０.3０.2０.1０（a）１２2.01.84１６t/minEnhancementratio/a.u.０８1.61.41.20.8（b）１２1.0图5谐振腔腔长L=2800nm的倒装薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取效率增强比率(b)随腐蚀时间的变化Fig．5LEE(a)andlightenhancementratio(b)asafunctionofKOHetchingtimeofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)0.7０.5２００Thicknessofp鄄GaN/nmExtractionratio１４０２３００.4０.3０.2０.1０（a）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone０.６１７０２６０３２０３５０12２００Thicknessofp鄄GaN/nmEnhancementratio/a.u.１４０２３０9６３０（b）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone１７０２６０３２０３５０15图6谐振腔腔长L=2800nm的不同表面微纳结构的倒装薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取比率(b)随p-GaN层厚度的变化Fig．6LEE(a)andlightenhancementratio(b)ofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)withdifferentsurfacetexturesasafunctionofthethicknessofp-GaNlayer提升。而当采用表面六棱?

第38卷500nm500nm500nm500nm500nm（a）（b）（c）（d）（e）图4LED表面经KOH不同时间腐蚀后的SEM图像。(a)0min;(b)4min;(c)8min;(d)12min;(e)16min。Fig．4SEMimagesofLEDsurfacewithdifferentKOHetchingtime．(a)0min．(b)4min．(c)8min．(d)12min．(e)16min．0.6０.54１６t/minExtractionratio０８０.4０.3０.2０.1０（a）１２2.01.84１６t/minEnhancementratio/a.u.０８1.61.41.20.8（b）１２1.0图5谐振腔腔长L=2800nm的倒装薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取效率增强比率(b)随腐蚀时间的变化Fig．5LEE(a)andlightenhancementratio(b)asafunctionofKOHetchingtimeofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)0.7０.5２００Thicknessofp鄄GaN/nmExtractionratio１４０２３００.4０.3０.2０.1０（a）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone０.６１７０２６０３２０３５０12２００Thicknessofp鄄GaN/nmEnhancementratio/a.u.１４０２３０9６３０（b）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone１７０２６０３２０３５０15图6谐振腔腔长L=2800nm的不同表面微纳结构的倒装薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取比率(b)随p-GaN层厚度的变化Fig．6LEE(a)andlightenhancementratio(b)ofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)withdifferentsurfacetexturesasafunctionofthethicknessofp-GaNlayer提升。而当采用表面六棱锥结构时，，倒
【作者单位】： 华南理工大学广东省光电工程技术研究开发中心;华南理工大学电子与信息学院;
【基金】：国家高技术研究发展计划(863)(2014AA032609) 国家自然科学基金(61404050) 广东省重大科技专项(2014B010119002) 广东省应用型科技专项资金重大项目(2015B010127013) 广州市产学研协同创新重大专项项目(201504291502518)资助~~
【分类号】：TN312.8;TN402

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本文编号：2541889