【摘要】：利用FDTD方法研究具有表面微納結構氮化鎵基倒裝薄膜LED芯片的光萃取效率。通過優(yōu)化表面結構并研究了器件的光萃取效率隨p-Ga N層厚的變化。研究發(fā)現(xiàn),具有表面光子晶體和六棱錐結構的器件的光萃取效率最大值比無表面微結構器件分別提高了56%和97%。盡管兩種表面結構都能有效提高器件的光萃取效率,然而采用光子晶體的方案對p-Ga N厚度和腔長要求極為苛刻。采用六棱錐結構則不僅可以獲得更高的光萃取效率,并且還將大大降低實驗上材料外延生長及器件制備的難度。
【圖文】：

342發(fā)光學報第38卷500nm500nm500nm500nm500nm（a）（b）（c）（d）（e）圖4LED表面經KOH不同時間腐蝕后的SEM圖像。(a)0min;(b)4min;(c)8min;(d)12min;(e)16min。Fig．4SEMimagesofLEDsurfacewithdifferentKOHetchingtime．(a)0min．(b)4min．(c)8min．(d)12min．(e)16min．0.6０.54１６t/minExtractionratio０８０.4０.3０.2０.1０（a）１２2.01.84１６t/minEnhancementratio/a.u.０８1.61.41.20.8（b）１２1.0圖5諧振腔腔長L=2800nm的倒裝薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取效率增強比率(b)隨腐蝕時間的變化Fig．5LEE(a)andlightenhancementratio(b)asafunctionofKOHetchingtimeofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)0.7０.5２００Thicknessofp鄄GaN/nmExtractionratio１４０２３００.4０.3０.2０.1０（a）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone０.６１７０２６０３２０３５０12２００Thicknessofp鄄GaN/nmEnhancementratio/a.u.１４０２３０9６３０（b）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone１７０２６０３２０３５０15圖6諧振腔腔長L=2800nm的不同表面微納結構的倒裝薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取比率(b)隨p-GaN層厚度的變化Fig．6LEE(a)andlightenhancementratio(b)ofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)withdifferentsurfacetexturesasafunctionofthethicknessofp-GaNlayer提升。而當采用表面六棱?

第38卷500nm500nm500nm500nm500nm（a）（b）（c）（d）（e）圖4LED表面經KOH不同時間腐蝕后的SEM圖像。(a)0min;(b)4min;(c)8min;(d)12min;(e)16min。Fig．4SEMimagesofLEDsurfacewithdifferentKOHetchingtime．(a)0min．(b)4min．(c)8min．(d)12min．(e)16min．0.6０.54１６t/minExtractionratio０８０.4０.3０.2０.1０（a）１２2.01.84１６t/minEnhancementratio/a.u.０８1.61.41.20.8（b）１２1.0圖5諧振腔腔長L=2800nm的倒裝薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取效率增強比率(b)隨腐蝕時間的變化Fig．5LEE(a)andlightenhancementratio(b)asafunctionofKOHetchingtimeofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)0.7０.5２００Thicknessofp鄄GaN/nmExtractionratio１４０２３００.4０.3０.2０.1０（a）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone０.６１７０２６０３２０３５０12２００Thicknessofp鄄GaN/nmEnhancementratio/a.u.１４０２３０9６３０（b）２９０FC鄄TFLEDwithoutsurfacetextureFC鄄TFLEDwithPCsFC鄄TFLEDwithhexangularcone１７０２６０３２０３５０15圖6諧振腔腔長L=2800nm的不同表面微納結構的倒裝薄膜LED芯片的光萃取效率(a)和光萃取比率(b)隨p-GaN層厚度的變化Fig．6LEE(a)andlightenhancementratio(b)ofFC-TFLEDs(cavitylengthL=2800nm)withdifferentsurfacetexturesasafunctionofthethicknessofp-GaNlayer提升。而當采用表面六棱錐結構時，，倒
【作者單位】： 華南理工大學廣東省光電工程技術研究開發(fā)中心;華南理工大學電子與信息學院;
【基金】：國家高技術研究發(fā)展計劃(863)(2014AA032609) 國家自然科學基金(61404050) 廣東省重大科技專項(2014B010119002) 廣東省應用型科技專項資金重大項目(2015B010127013) 廣州市產學研協(xié)同創(chuàng)新重大專項項目(201504291502518)資助~~
【分類號】：TN312.8;TN402

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本文編號：2541889