高效率高可靠性AlGaInP基LED器件研究
发布时间：2021-01-16 10:23
本文阐述了磷化铝镓铟（A1GaInP）基发光二极管（LED）的发光原理及市场上主流的技术现状,分析了目前产业化需求户内小间距显示屏的新技术及成本需求,为填补传统工艺间的亮度空白,研究了一种介于传统正极性芯片及反极性芯片之间的工艺方案:低成本高效率高可靠性的电流阻挡（Current Blocking简称CB）与粗化工艺组合的AlGaInP基LED。本论文是在传统正极性工艺基础上进行CB及粗化工艺上的研究,主要工作内容如下:1、对比了传统正极性芯片结构与CB电流阻挡结构的电流注入模型,分析了 CB结构的技术优势。根据CB电流阻挡工艺的原理,设计生长了三种不同GaP掺杂浓度和梯度的外延结构。通过改变不同CB开孔深度、不同Indium Tin Oxide（ITO）厚度、ITO透过率等芯片工艺条件,研究出最优的CB外延结构:80 nm的GaP表层欧姆接触层和500 nm厚的过渡层,掺杂浓度分别为2×1019/cm3和7×1018/cm3;及最佳的芯片工艺条件组合:CB开孔深度70nm,ITO蒸镀温度300 ℃、氧流量10sccm、厚度280nm。该CB工艺条件下器件性能正常,且亮度比传统结构提升...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发光二极管发光过程示意图
图１．２?ＬＥＤ显示发展及应用??根据《中国ＬＥＤ小间距屏市场分析报告》预测数据显示，到２０２０年，中国小间距ＬＥＤ??显示屏市场规模有望达到１１２亿元（如图１．３），在丨上丨）显示屏市场渗透率或上升至２２．?４％，??推动ＬＥＤ显示技术加速向室内应用延伸。同时小间距丨上Ｄ显示除拼接屏领域应用外’还将??渗透到更多终端产品市场，朝大众化、终端化、智能化等趋势发展。??
、ＧａＰ透明电流扩展层等最新的技术设计，以降低ＧａＡｓ衬底吸收、提高ＧａＰ电流扩展??注入，达到外延设计的最优光取出；芯片部分只镀最简单的正背面电极形成所需ＬＥＤ芯片??器件。结构如图１．４。??正极性工艺优缺点：在ＭＯＣＶＤ外延生长阶段完成，芯片制作只需镀电极，工艺简单，??Ｉ?成本低廉；但是由于ＤＢＲ结构只对垂直入射和小角度入射的光提供高反射率，对角度较??Ｉ?大的入射光反射率很小，大角度的入射光大部分将透过ＤＢＲ被ＧａＡｓ衬底吸收［３３１，所以正??极性结构外量子效率取出有限，亮度偏低。??！?正极性芯片应用：作为目前主流的传统工艺芯片，广泛应用于对亮度需求不高的单灯、??指示、户内显示、半户外显示等领域。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characteristic improvements of thin film AlGaInP red light emitting diodes on a metallic substrate[J]. 赵斌,胡巍,唐先胜,霍雯雪,韩丽丽,赵明龙,马紫光,王文新,贾海强,陈弘. Chinese Physics B. 2018(04)
[2]复合分布式布拉格反射镜结构AlGaInP发光二极管[J]. 郑元宇,吴超瑜,林峰,伍明跃,周启伦,李水清. 激光与光电子学进展. 2017(05)
[3]Enhanced performances of AlGaInP-based light-emitting diodes with Schottky current blocking layers[J]. 马莉,沈光地,高志远,徐晨. Chinese Physics B. 2015(09)
[4]ITO薄膜方块电阻测试方法的探讨[J]. 关自强. 真空. 2014(03)
[5](Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P材料的MOCVD生长温度窗口研究[J]. 孙沛,李建军,邓军,韩军,马凌云,刘涛. 物理学报. 2013(02)
[6]红光LED尺寸对ITO电流扩展的影响[J]. 尹以安,王维韵,王后锦,毛明华. 半导体技术. 2012(12)
[7]AlGaInP红光LED的GaP窗口层自组装法粗化[J]. 朱彦旭,邓琛,徐晨,邢艳辉. 半导体技术. 2012(09)
[8]GaAs基AlGaInP LED的研究和进展[J]. 战瑛,牛萍娟,李晓云,王小丽,彭晓磊. 半导体技术. 2008(08)
[9]GaN的低压MOCVD生长模型[J]. 杨红伟,闫发旺,章麒麟. 半导体情报. 2001(06)
博士论文
[1]基于量子点的电致发光器件关键技术研究[D]. 马航.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]AlGaInP黄绿光LED内量子效率提高的研究[D]. 韩效亚.长春理工大学 2012
[2]表面粗化提高AlGaInP LEDs外量子效率[D]. 白继锋.长春理工大学 2012
本文编号：2980655
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发光二极管发光过程示意图
图１．２?ＬＥＤ显示发展及应用??根据《中国ＬＥＤ小间距屏市场分析报告》预测数据显示，到２０２０年，中国小间距ＬＥＤ??显示屏市场规模有望达到１１２亿元（如图１．３），在丨上丨）显示屏市场渗透率或上升至２２．?４％，??推动ＬＥＤ显示技术加速向室内应用延伸。同时小间距丨上Ｄ显示除拼接屏领域应用外’还将??渗透到更多终端产品市场，朝大众化、终端化、智能化等趋势发展。??
、ＧａＰ透明电流扩展层等最新的技术设计，以降低ＧａＡｓ衬底吸收、提高ＧａＰ电流扩展??注入，达到外延设计的最优光取出；芯片部分只镀最简单的正背面电极形成所需ＬＥＤ芯片??器件。结构如图１．４。??正极性工艺优缺点：在ＭＯＣＶＤ外延生长阶段完成，芯片制作只需镀电极，工艺简单，??Ｉ?成本低廉；但是由于ＤＢＲ结构只对垂直入射和小角度入射的光提供高反射率，对角度较??Ｉ?大的入射光反射率很小，大角度的入射光大部分将透过ＤＢＲ被ＧａＡｓ衬底吸收［３３１，所以正??极性结构外量子效率取出有限，亮度偏低。??！?正极性芯片应用：作为目前主流的传统工艺芯片，广泛应用于对亮度需求不高的单灯、??指示、户内显示、半户外显示等领域。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characteristic improvements of thin film AlGaInP red light emitting diodes on a metallic substrate[J]. 赵斌,胡巍,唐先胜,霍雯雪,韩丽丽,赵明龙,马紫光,王文新,贾海强,陈弘. Chinese Physics B. 2018(04)
[2]复合分布式布拉格反射镜结构AlGaInP发光二极管[J]. 郑元宇,吴超瑜,林峰,伍明跃,周启伦,李水清. 激光与光电子学进展. 2017(05)
[3]Enhanced performances of AlGaInP-based light-emitting diodes with Schottky current blocking layers[J]. 马莉,沈光地,高志远,徐晨. Chinese Physics B. 2015(09)
[4]ITO薄膜方块电阻测试方法的探讨[J]. 关自强. 真空. 2014(03)
[5](Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P材料的MOCVD生长温度窗口研究[J]. 孙沛,李建军,邓军,韩军,马凌云,刘涛. 物理学报. 2013(02)
[6]红光LED尺寸对ITO电流扩展的影响[J]. 尹以安,王维韵,王后锦,毛明华. 半导体技术. 2012(12)
[7]AlGaInP红光LED的GaP窗口层自组装法粗化[J]. 朱彦旭,邓琛,徐晨,邢艳辉. 半导体技术. 2012(09)
[8]GaAs基AlGaInP LED的研究和进展[J]. 战瑛,牛萍娟,李晓云,王小丽,彭晓磊. 半导体技术. 2008(08)
[9]GaN的低压MOCVD生长模型[J]. 杨红伟,闫发旺,章麒麟. 半导体情报. 2001(06)
博士论文
[1]基于量子点的电致发光器件关键技术研究[D]. 马航.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]AlGaInP黄绿光LED内量子效率提高的研究[D]. 韩效亚.长春理工大学 2012
[2]表面粗化提高AlGaInP LEDs外量子效率[D]. 白继锋.长春理工大学 2012
本文编号：2980655
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