Исследование процессов генерации и вывода света в светодиодах на основе гетероструктур AllnGaN

• Автор: Павлюченко, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Оптимизация активной области светодиодной
гетероструктуры на основе АПпСаЫ
1.1. Проблема падения внешней квантовой эффективности с
ростом тока накачки и предлагаемые методы решения (обзор)
1.2. Неоднородность инжекции носителей в активную область в
стандартной гетер о структуре. Гетероструктуры с короткопериодной сверхрешёткой в активной области
1.3. Моделирование электрооптических свойств гетер о структур
с короткопериодной сверхрешёткой в активной области
1.4. Экспериментальное исследование гетероструктур с
короткопериодной сверхрешёткой в активной области. Сопоставление с результатами моделирования
1.5. Особенности температурных зависимостей эффективности
и спектральных характеристик электролюминесценции светодиодных гетероструктур на основе АПпСаИ
Глава 2. Создание рассеивающих свет неоднородностей на
границе ИаМ-сапфир для преодоления эффекта полного внутреннего отражения света и увеличения внешней квантовой эффективности светодиодов
2.1. Способы создания рассеивающих интерфейсов на границах
светодиодной гетероструктуры для увеличения коэффициента вывода света (обзор)
2.2. Формирование пористого слоя на границе СаЫ-АЬОз на
стадии роста низкотемпературного зародышевого слоя

2.3. Экспериментальное подтверждение повышения
эффективности в светодиодных гетероструктурах, выращенных на сапфировой подложке с формированием пористого слоя на границе Са!Ч-АЬОз
Глава 3. Повышение эффективности вывода света из кристаллов
светодиодов на стадии формирования контактов, исследование свойств прозрачных проводящих плёнок НО
3.1. Сравнение существующих конструкций мощных
эффективных светодиодных кристаллов (обзор]
3.2. Разработка технологии создания прозрачного проводящего
контакта к р-поверхности светодиодных кристаллов, в которых вывод света осуществляется через прозрачный контакт
3.3. Способы создания контактов с высоким коэффициентом
отражения к р-поверхности светодиодных кристаллов мезапланарной конструкции, в которых вывод света осуществляется через прозрачную подложку
Заключение
Публикации автора по теме диссертации
Список литературы

Введение
Актуальность темы
В последние годы достигнут значительный прогресс в технологии эпитаксиального выращивания гетероструктур АПпОаН Это привело к созданию эффективных светодиодов, работающих в видимой, синей и ближней ультрафиолетовой областях спектра. Такие светодиоды находят всё более широкое применение в системах индикации, подсветки, навигации и т.д. Однако, наиболее важная область применения - создание на основе синих светодиодов AlGaInN источников белого света, способных составить конкуренцию традиционным лампам накаливания, флуоресцентным и галогеновым лампам. Прогресс в данной области связан с разработкой эффективных мощных светодиодов, работающих при высоких плотностях токов накачки. Однако, на сегодняшний день эффективность мощных светодиодов на основе АИпваМ ограничена падением внутреннего квантового выхода электролюминесценции с ростом плотности тока накачки и низкой эффективностью вывода света из светодиодных кристаллов.
В гетероструктурах АПпваК падение внутреннего квантового выхода с током приводит к уменьшению мощности излучения светодиодов, что особенно заметно при плотностях тока накачки в диапазоне 50 - 100 А/см2. Таким образом, актуальной является задача исследования процессов генерации света в гетероструктурах ЛЦпваИ и выявление причин падения внутреннего квантового выхода, препятствующего дальнейшему увеличению мощности излучения.

электронов в зоне проводимости и (г) заменяется в уравнениях транспорта эффективной потенциальной энергией (электрический потенциал заменяется эффективным потенциалом), форма которой определяется выражением:
Г#£Г(г) = | с'/‘к (>:' (}{: - :'.к:ст
(1.18)
где к - волновой вектор электрона, И - ядро свертки, учитывающее нелокальность электрона с характерным размером пакета о = у Ь 21%тпкйТ, /)- п остоянная Планка, т„ - масса электрона, к в - постоянная Больцмана, у -подгоночный параметр, значение которого, 0,7, было получено из аппроксимации туннелирования электрона через треугольный барьер. Приближение квантового потенциала также использовалось отдельно для валентной зоны, для легких, тяжёлых и спин-отщеплённых дырок.
Результаты моделирования представлены на рис. 1.9. Видно, что уменьшение толщин барьеров в активной области приводит к более равномерному распределению носителей в активной области, и, следовательно, к снижению концентрации носителей по сравнению с гетероструктурой с толстыми барьерами.