Высокоэффективные излучающие приборы на основе гетероструктур AlGaInN

• Автор: Смирнова, Ирина Павловна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

® Введение
Глава 1. Конструкции и технология изготовления синих светодиодов на основе гетероструктур АКЗаТпХ
1.1. Введение
1.2. Конструкция светодиодов на основе гетероструктур АЮаГпЫ
1.3. Светодиод флип-чип конструкции с отражающим /7-контактом
1.4. Конструкция флип-чип светодиода средней мощности на основе
АЮаЫМ
1.5. Влияние глубокой меза-структуры на внешнюю квантовую
эффективность светодиодных кристаллов
® Глава 2. Разработка технологии получения и исследования свойств
контактов для светодиодов на основе гетероструктур А1Са1п1Ч
2.1. Введение
2.2. Формирование омического контакта к слою я-ваК
2.3. Омический контакт к слою я-Оа1Ч на основе двухслойной
системы П/Аи
2.4. Низкоомньш отражающий контакт к слою р-Са1Ч
2.5. Влияние толщины слоя № в отражающем р-контакте на
внешнюю квантовую эффективность кристалла
2.6. Отражающий контакт к слою я-ваХ на основе Т1Мр
2.7. Характеристики светодиодов средней мощности на основе гетероструктур АЮа1пЫ
Глава 3. Создание рассеивающего свет микрорельефа на поверхности слоевр-Са1Ч н и-Са!Ч для повышения внешней квантовой эффективности светодиодов на основе гстероструктур AlGaInN
3.1. Введение
3.2. Диффузно-отражающий контакт к слою р-ОаЫ
3.2.1. Технология формирования диффузно-отражающего контакта
3.2.2. Угловые диаграммы рассеяния излучения диффузно-отражающих
# контактов к слою р-ОаЫ
3.2.3. Характеристики кристаллов светодиодов с диффузно-отражающим контактом к слою р-ваИ
3.3. Светодиоды с удаленной сапфировой подложкой (технология “НЛ-ой”)
и рассеивающим микрорельефом на поверхности слоя я-ваХ

Глава 4. Светодиоды АЮа!^ высокой мощности
4.1. Введение
4.2. Численное моделирование растекания тока в кристаллах
светодиодов
4.3. Исследование распределения интенсивности электролюминесценции
в пределах активной области светодиодов
4.4. Конструкция кристалла светодиода высокой мощности
4.5 Технология изготовления кристалла светодиода высокой мощности
4.6. Оптимизация процесса нанесения диэлектрика
4.7. Характеристики светодиодов высокой мощности
4.8. Белые светодиоды, изготовленные на основе синих кристаллов
высокой мощности
Заключение
Литература

В последние годы достигнут значительный прогресс в технологии эпитаксиального выращивания гетероструктур /lGaInN, что привело к созданию на основе этих структур эффективных светодиодов, работающих в видимой, синей и ближней ультрафиолетовой областях спектра [1]. Такие светодиоды находят все большее широкое применение в системах индикации, подсветки, навигации и т.д. Наиболее важная область применения - создание на основе синих светодиодов А10а1пЫ источников белого света, способных составить конкуренцию традиционным лампам накаливания, флуоресцентным и галогеновым лампам.
В большинстве случаев эффективность использования светодиодных систем возрастает с ростом мощности излучения самих светодиодов. Для достижения значительной мощности излучения светодиода необходимо обеспечить высокую внутреннюю квантовую эффективность исходной гетероструктуры АЮаГпИ, а также создать условия для эффективного вывода генерируемого света из кристалла. Важная особенность гетероструктур АЮа1пЫ состоит в том, что в них, как правило, наблюдается довольно резкий спад внутренней квантовой эффективности с увеличением плотности тока накачки. Поэтому высокая мощность излучения не может достигаться только путем увеличения плотности тока накачки, необходимо также использовать кристаллы светодиодов с большой площадью излучающей поверхности. Однако, для кристаллов большой площади актуальна задача поддержания однородного распределения плотности тока накачки по площади излучающего р-п перехода. Проблема заключается в том, что светодиодные гетероструктуры, как правило, выращиваются на изолирующей сапфировой подложке, и проводимости тонкого (4-5мкм) слоя ^J-GaN недостаточно для обеспечения однородного распределения тока накачки по активной области в случае, если линейные размеры кристалла превышают 300-400 мкм.
В светодиодах высокой мощности должны быть решены еще несколько важных проблем. Так, в светодиодах на основе гетероструктур АЮаГпИ, чаще всего выращенных на подложках из сапфира, эффективность вывода излучения ограничена эффектом полного внутреннего отражения генерируемого света на границах полупроводника с воздухом и с подложкой. Наиболее эффективные способы повышения эффективности вывода генерируемого излучения состоят в создании
Сопротивление, Ом
Ширина зазора, мкм
Рис. 2.6. Зависимость сопротивления «-контактов Ti/Au от ширины зазора между контактными площадками при различных мощностях разряда.