北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
采用金属有机化学气相沉积方法在无掩模的直径为400nm的圆柱Si(100)图形衬底上外延生长了GaAs薄膜。图形衬底采用纳米压印技术及反应离子刻蚀技术制作而成。运用两步法生长工艺在此图形衬底上制备了厚度为1.8μm的GaAs外延层。GaAs的晶体质量通过腐蚀坑密度和透射电镜表征。图形衬底上的 GaAs外延层表面腐蚀坑密度约1×107cm-2, 比平面衬底上降低了两个数量级。透射电镜观测显示大部分产生于GaAs/Si异质界面的穿透位错被阻挡在圆柱顶部附近。
纳米图形衬底 nano patterned substrate MOCVD MOCVD GaAs GaAs Si Si
华南理工大学 材料科学与工程学院，发光材料与器件国家重点实验室，广州 510640
以正六棱锥型图形化蓝宝石衬底GaN基LED为研究对象，设计并探讨了正六棱锥图案在排布过程中旋转角的变化对LED出光效率的影响，得出各面光通量随旋转角变化的规律：在0°~30°范围，随着旋转角的增大，总光通量与顶部光通量有下降趋势，底部光通量有增长趋势。当六棱锥旋转角在0°~6°范围内时，LED芯片的总光通量和顶部光通量均有最优值。综合考虑，旋转角为0°~6°的六棱锥型图形衬底对正装LED的出光效率有最佳的优化效果。
图形化衬底 六棱锥 模拟 旋转角 LED LED patterned substrate hexagonal pyramid simulation rotation angle
华南理工大学 材料科学与工程学院, 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
通过对比分析目前氮化物LED的三种主要衬底即蓝宝石、SiC与Si的技术特点, 指出了发展Si衬底LED的重要意义。详细介绍了目前国内外Si衬底LED的研究现状, 解析了在Si衬底上制备LED的多种新型技术, 主要包括以提高薄膜沉积质量为目的的缓冲层技术、激光脱离技术、图案掩模技术、阳极氧化铝技术, 以及以提高光提取率为宗旨的镜面结构技术和量子阱/量子点技术。这些新型技术与传统的MOCVD, HVPE, MBE等制备技术相结合, 在很大程度上克服了Si衬底的不足, 使Si衬底上氮化物LED展现出广阔的发展前景。
Si衬底 缓冲层 图案掩模技术 量子阱 LED LED Si substrates buffer layer patterned substrate MQWs.
光电技术与系统教育部重点实验室, 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400030
提高LED芯片的出光效率是解决LED光源大功率化和可靠性的根本。根据LED芯片所用衬底材料的不同, 总结了近年来提高GaN基LED出光效率的研究进展, 介绍了新的设计思路、工艺结构与制备方法。并从材料结构和衬底选取方面, 对LED芯片未来的发展趋势进行了展望。
发光学 出光效率 衬底图案化 衬底转移 垂直结构 luminescence LED LEDs light extraction efficiency patterned substrate substrate removal vertical structure
1 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广东 广州 530631
2 广东银雨芯片半导体有限公司, 广东 江门 529020
以蓝宝石（Al2O3）为衬底材料，通过软件设计和模拟，研究了图形衬底（PS）的图案选择、图形原胞尺寸和图形原胞间距大小3个参数对LED出光效率的影响。研究结果表明，原胞半径为1.25 μm，原胞间距为0.5 μm的半球型结构是最优化的图形衬底结构；并且采用湿法刻蚀技术，制备了该结构的LED芯片，测试得到该种LED芯片出光效率较之普通LED芯片提高了33%。分析了PS技术改善LED出光效率的根源在于改善了芯片质量，提高了芯片的内量子效率。
薄膜 图形衬底 发光效率 原胞 半球型结构 光学学报
2011, 31(s1): s100416
