采用熔融态的KOH对AlGaInP基红光LED外延片进行了表面粗化处理。研究了粗化温度、粗化时间对LED外延片表面形貌的影响, 并利用原子力显微镜(AFM)、半导体芯片自动测试系统对LED器件的相关性能(形貌、IV特性曲线、亮度和主波长)进行了表征。比较了粗化前后的LED亮度和电流特性变化。测试结果表明: 利用熔融态的KOH对AlGaInP基红光LED外延片进行表面粗化可以有效地抑制光在通过LED表面与空气接触界面时产生的全反射, 得到性能更好的器件。实验结果显示, 采用熔融态KOH, 在粗化温度为200℃、粗化时间为8min时, 能使制作的红光LED外延片发光效率提高30%。

采用有限元方法建立了GaN基倒装LED芯片的三维热学模型,并对其温度分布进行模拟,比较了在不同凸点(焊点)分布、不同粘结层材料与厚度、不同蓝宝石衬底厚度及蓝宝石图形化下的倒装芯片温度分布,研究了粘结层空洞对倒装芯片热学特性的影响,并根据芯片传热模型对模拟结果进行了分析。

近年来半导体照明光源-发光二极管(LED)产业和技术发展迅速，取代传统白炽灯的步伐越来越快，相关核心技术的研究也成为各国研究的热点，但LED的发光效率和制造成本依然是阻碍LED绿色照明光源普遍推广应用的一个绊脚石。文章简述了提高外量子效率的几种有效途径，如表面微粗化技术、芯片非极性面/半极性面生长技术、倒装芯片技术、生长分布布喇格反射层(DBR)结构、激光剥离技术，纳米压印与SU8胶相结合技术、光子晶体技术等。

介绍了一种利用盐酸、磷酸混合液对不同Al组分(AlxGa1-x)0.5In0.5P的选择性腐蚀特性对倒装AlGaInP红光LED进行表面粗化的方法。通过向粗化层GaInP加入适量的Al, 在Al组分为0.4时, 利用体积比为1∶10的HCl∶H3PO4可以得到横向尺寸约为60nm, 纵向尺寸约为150nm的最有利于出光的类三角圆锥型表面结构。器件测试结果表明, 在20mA注入电流下, 器件外量子效率比粗化前提高了80%。

通过对传统结构LED出光分析，提出采用侧面粗化来提高GaN基LED出光效率的方法，使用蒙特卡罗光子追踪方法对器件出光效率进行了模拟。结果表明：粗化侧面为三角状、底角为55°时出光效率最高，随机粗化可以获得比固定角度粗化更高的出光效率，同时降低材料的吸收系数可以提高LED的出光效率，在吸收系数为10/cm时，经过粗化后的LED出光效率可以达到46.1%。模拟结果证明侧面粗化可以较大地提高LED的出光效率。

采用蒙特卡罗光线追踪方法, 模拟GaN基倒装LED芯片的光提取效率, 比较了蓝宝石衬底剥离前后、蓝宝石单面粗化和双面粗化、有无缓冲层下LED光提取效率的变化, 并对粗化微元结构和尺寸作了进一步选取与优化。研究结果表明:采用较厚的蓝宝石衬底和引入AlN缓冲层均有利于LED光提取效率的提高; 蓝宝石衬底双面粗化对提高光提取效率的效果要明显好于单面粗化; 表面粗化的结构和尺寸对光提取效率有较大影响, 当微元特征尺寸与微元间距相当时, 光提取效率较高。