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高效InGaN基LED尊龙人生就是博旧版
来源:http://www.bjtbztfsfgs.com 责任编辑:尊龙用现金娱乐一下 更新日期:2018-10-17 17:43

  高效InGaN基LED

  

作者:jiangwei68

  尽管氮化镓基III-V族半导体有一些严峻缺点,如高位错密度和强极化效应,但其已成为一个充满希望的光源资料。最近,GaN基发光二极管(LED)正在敏捷扩展运用范畴,特别是需求超高亮度的范畴,如大尺度屏幕的背光单元和替代传统荧光灯和白炽灯泡的固态照明体系。因而,为了满意先进运用的要求,完成高功率变得十分重要。要制作一个高功率LED,应细心优化LED的内部和外部结构。

  1、内部结构

  LED的内部结构是和内量子功率(IQE)、光强与注入电流(L-I)的线性度、正向电压( Vf )和静电( ESD )密切相关的。

  (1)内量子功率(IQE):众所周知,InGaN基LED的IQE首要受位错密度、多量子阱中的压电场和量子阱横向形状等的影响。许多研讨小组正在研讨非极性和极性GaN衬底,经过下降位错和极化效应来最大极限添加IQE。量子阱横向形状能够经过量子下的应变弛豫层和两个温度成长中的热退火等成长条件加以操控。

  (2)L-I线性度:L-I线性度是大电流作业条件下LED的一个重要问题。为了改进L-I线性度,大电流作业条件下载流子的溢流和缺点导致的非辐射复合应尽量削减。载流子的溢流可经过具有较高能带的AlGaN电子和空穴阻挡层下降。量子阱中的势垒动摇构成的载流子定位效应有助于添加载流子限位和削减缺点效应。

  (3)正向电压(Vf):尽管正向电压首要是由资料的能带决议,可是其也遭到量子阱中载流子的输运垒及N型和P型GaN薄层电阻的影响。因而,选定量子阱中量子势垒的参杂可有用地下降Vf。但是,为了以下降N型和P型GaN的薄层电阻而过高地参杂硅和镁,将下降晶体质量。过高的硅掺杂(1019cm-3的中心规模)将在N型GaN层中导致很高的压应力,并构成外表裂缝。别的,运用镁参杂超越1020cm-3会发生反向金字塔形回转畴界(IDB)缺点。因而,调制掺杂和改进载流子迁移率可能是下降GaN晶体薄层电阻并得到杰出晶体质量的解决方案。

  (4)静电(ESD):氮化镓LED因为其位错密度高(108~1010 cm-2)和选用横向器材结构的方式,一般其抗ESD才能十分弱小。但是,具有优化了的内部结构的LED却显示出安稳的ESD功用,在人体形式下可抗几千的反向电伏。据了解,N型和P型GaN中的场分散和GaN晶体质量是抗静电的关键因素。N和P型GaN层中的调制掺杂和超晶格结构有利于电流和场分散。

  2、外部结构

  LED优化的外部结构能够进步其功用,如出光功率(LEE)、热效应、电流分散和ESD 。

  (1)出光功率(LEE):进步出光功率的技能能够分为三类,即芯片成型、外表纹路(粗化)和图画衬底(PS) 。芯片成型技能包含衬底成型用以改动光线方向和外延层成型用于构成小角度角反射以引导平面光到外表。外表纹路(粗化)有多种办法,如运用低温成长在外表构成高密度的V 型坑、运用自掩膜构成亚微米杰出 、光子晶体或自掩膜干法和湿法腐蚀。别的,尊龙人生就是博旧版Cree高管谈:LED企业,PS也是一种制作高效LED很有出路的技能。PS的LEE取决于图形的形状、高度、巨细和全体布局。除了出光功率,PS还能够经过侧向掩盖成长作用削减位错密度。

  (2)热效应:LED的热办理是高功率LED的一个灵敏问题。蓝宝石衬底的LED ,芯片倒装结构和反面金属(BSM )是常用用来改进散热问题。为了进行更有用的散热,具有高导热支撑层的笔直结构LED是一个很好的解决办法。

  (3)电流分散:横向结构器材中的电流拥堵现象严峻影响器材的牢靠性和IQE。在横向器材结构中,光刻图形的规划和通明电极金属( TM )的薄层电阻是均匀电流分散的关键因素。TM的薄层电阻应与N型GaN 层平衡。

  (4)静电(ESD):好像在内部结构部分解说的,ESD是完成LED牢靠运作的一个重要参数。一个保护性二极管是一般与主LED衔接,当有反向峰值时其出现敞开状况。硅的齐纳二极管一般用于这一功用,别的还能够经过将GaN反向LED与主LED集成来完成。

  (修改:于占涛)

  

   InGaNLED

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