论文部分内容阅读
由于GaN基发光二极管在户外全色显示、交通信号灯、汽车车灯及液晶显示器背光源上都得到了广泛应用，特别是高亮度GaN基LED是实现白光LED的重要器件，因此研究GaN基LED具有重要的现实意义。由于半导体材料和空气之间的折射率差值大导致低的光提取效率是阻碍GaN基LED发光效率提高的重要因素，因此如何提高LED的光提取效率成为当前国内外的研究热点。 虽然现已研究出了很多方法提高LED的光提取效率，但p金属电极对光子吸收的问题始终没有解决。本文通过在p-GaN与ITO之间插入高反射率的电流阻挡层（Current Blocking Layer，CBL）提高GaN基LED的光提取效率。高反射率的CBL有效地降低了p电极处的电流拥挤效应，并将射向p金属电极下方的光子反射，避免了p金属电极对这部分光的吸收，提高了GaN基LED的光取出效率。本文的主要工作及获得的主要结果如下： 1.首先利用TFCalc光学模拟软件对不同材料及结构的CBL的反射率进行了仿真分析，并根据反射率仿真结果确定了具有高反射率的CBL的材料及结构参数。 2.为了验证仿真结果，用电子束蒸发的方法制备了不同结构CBL。CBL的反射光谱是用光谱分析仪进行测试获得的。测试发现，在455nm处1.5对SiO2/TiO2 DBR+Al的反射率达到97.8％，较之3对SiO2/TiO2 DBR，反射率增加了16.2%。 3.最后制备了不同CBL结构的GaN基LED并对其光电特性进行了分析。在20mA电流注入下，具有1.5对DBR+Al CBL LED导通电压为3.12V，光输出功率为25.26mW。与无CBL结构的LED相比，导通电压仅上升0.03V。，而光输出功率增加了12.5%。由光强度影像分布图可以发现，增加1.5对DBR+Al CBL后，p电极附近的光强分布更加均匀且光输出功率更高，同时也表明LED的电流扩展作用明显增强。