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随着氮化镓(GaN)基发光二极管(light-emitting diode,LED)的效率、亮度、寿命等参数的进一步提升和成本的持续下降,GaN基LED正在逐渐取代传统光源在通用照明、液晶显示器背光源等领域的应用。为了增大LED的可应用性和应用范围,我们往往需要加大LED的注入电流或发光面积以提高LED的功率,然而这种操作会导致LED的电流扩展性能和发光效率大大下降。高压LED是一种集成式芯片,将一块芯片分割成数个互联的发光单元,使得LED在高压低电流的状态下工作,与同样的传统大功率LED相比,高压LED的电流扩展性能和发光效率得到了提高。本文在提高GaN基高压LED的光电性能,主要的设计参数的优化问题上进行了深入的研究,主要研究内容如下:(1)针对粗化p-GaN技术存在的电极色差问题,设计了一个优化的粗化p-GaN技术,既可以提高GaN基LED的光提取效率还可以避免一般的粗化p-GaN技术存在的色差问题。(2)针对GaN基LED的电流扩展瓶颈,设计了叉指型电极结构,在传统焊盘和叉指型两种电极结构的仿真对比中,证明了叉指型电极结构在提高GaN基LED的电流扩展能力上的优越性;针对GaN基LED正向遂穿电流现象,设计了变温电流-电压(Current-Voltage,Ⅰ-Ⅴ)特性曲线测量和高温大电流冲击实验,研究了 GaN基LED正向隧穿电流特性的原理和高温大电流冲击对正向隧穿电流的影响。(3)针对GaN基高压LED中光在发光单元之间的耦合传播问题,建立了光的耦合传播模型,阐述了光的耦合传播的原理,优化了隔离沟槽倾斜角的控制技术,研究了隔离沟槽宽度对高压LED光电性能的影响。(4)针对交流GaN基高压LED的性能提升问题,设计并制造了一款直流GaN基高压LED,六款交流GaN基高压LED,对直流和交流GaN基高压LED的性能进行了对比,对交流高压LED中发光单元的数量和尺寸进行了优化以提高LED的性能。