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高压发光二极管(HV-LED)具有工作电压高、驱动电流小等特点,可以解决多晶封装过程中存在的可靠性问题,并减少电压转换过程中的能源损失,因此成为了国内外的研究热点。本文针对正装结构Ga N高压LED芯片制备及光电性能进行研究,主要工作如下:为提升Ga N基高压LED芯片的出光效率,在蓝宝石背面设计制备了4对Ti3O5/Si O2(100nm/40nm)的分布布拉格反射层(4-MDBR)和包括4-MDBR以及金属铝层(60nm)结构的复合反射镜(4-MDBR-Al)。在20m A的注入电流下,4-MDBR-Al结构的高压LED芯片的出射光功率为294.4m W,相对于只有4层DBR结构(4-MDBR)的出射光功率提升了4.6%。针对如何提高侧面出射光功率从而提升其光效进行了光学仿真计算,结果表明芯片形状为正方形或长方形时,有效出光效率最高;侧面微结构形状为圆形凹凸相间排列的复合结构时,有效出光效率最高;进一步分析隔离沟槽间距对出光效率的影响,结果表明在无侧面微结构的情况下,有效光效极大值点在30μm处,而在有侧面微结构的情况下,有效光效极大值点在50μm处。为提升Ga N基高压LED芯片的出光性能,优化芯片发光单元之间隔离沟槽的宽度。本文在制备侧面微结构的基础上设计了4种不同隔离沟槽宽度(10μm、20μm、30μm以及40μm)的Ga N基高压LED芯片,并采用正装工艺进行制备,对其进行光电测试,实验结果表明隔离沟槽宽度为20μm的高压芯片的光电性能最佳。注入电流为20 m A时,正向电压50.72 V,输出光功率373.64 m W,电光转换效率36.83%。采用镜面铝基板和陶瓷基板进行四颗芯片串联形式的COB封装对比测试,结果表明基于镜面铝基板封装的正向电压、输出光功率、饱和光功率、饱和电流、光输出效率、光衰及温度造成的蓝光峰值波长红移都优于陶瓷基板,当注入电流为20m A且基板温度为20℃时,镜面铝基板封装的HV-LED器件的正向电压是198.9 V,光输出效率达122.2 lm/W。