【摘 要】
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近年来,随着半导体材料的快速发展,可见光通信正在发展成为无线通信网络的一种新型解决方案,以应对拥挤的无线电频谱。可见光通信采用LED作为光源承载信号来传送信息,使LED兼顾照明和通信的作用。为提升硅衬底氮化镓基LED器件的光电性能和出光效率,本文将探究具有高性能的硅衬底氮化镓基LED发射器。目前限制硅衬底氮化镓基LED器件应用的主要瓶颈是硅衬底和氮化镓外延层都会对LED器件的出射光进行吸收,对其光
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近年来,随着半导体材料的快速发展,可见光通信正在发展成为无线通信网络的一种新型解决方案,以应对拥挤的无线电频谱。可见光通信采用LED作为光源承载信号来传送信息,使LED兼顾照明和通信的作用。为提升硅衬底氮化镓基LED器件的光电性能和出光效率,本文将探究具有高性能的硅衬底氮化镓基LED发射器。目前限制硅衬底氮化镓基LED器件应用的主要瓶颈是硅衬底和氮化镓外延层都会对LED器件的出射光进行吸收,对其光学性能造成不利影响。为了便于导出LED有源层的出射光,本文首先研究了光致发光的无电极悬空薄膜结构的硅衬底氮化镓基蓝光LED器件。采用光刻工艺、深反应离子刻蚀技术和快速原子束刻蚀技术相结合的背后工艺,实现了厚度小、面积大、总体变形程度小、光学性能优良的LED悬空薄膜器件。接着,在此基础之上,本文继续研究高性能悬空氮化物薄膜LED器件,研究了电致发光的有电极的悬空薄膜结构的硅衬底氮化镓基蓝光LED器件,提出一种利用双面工艺实现的悬空薄膜蓝光LED器件,并进行光电测试和通信测试,探究其光电特性和通信速率。最后,本文对高性能硅衬底氮化镓基LED发射器的电学特性进行仿真分析,对LED器件的电学性能优化提供了更充分的支撑。此外,本文还针对不同电极结构进行了三维模型有限元仿真分析。在仿真分析后为悬空LED发射器的优化设计做出理论支持,为发展高性能悬空氮化物薄膜LED器件提供更多可能性。
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