【摘要】：AlGaN基紫外發(fā)光二極管(Ultraviolet light-emitting diode,UVLED)在殺菌消毒、材料固化、生化檢測、光學治療和特種照明等方面具有廣闊的應用前景。與傳統(tǒng)的汞燈相比,紫外LED具有綠色環(huán)保、體積小、使用壽命長和低工作電壓等優(yōu)點。然而,與傳統(tǒng)的綠光和藍光LED相比,紫外LED的電光轉化效率仍然比較低。因此,優(yōu)化正裝紫外LED的透明導電電極和倒裝紫外LED的反射電極,對于提高紫外LED的電光轉化效率具有重要的意義。氧化鎵(Ga_2O_3)與傳統(tǒng)的銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)相比具有更寬的光學帶隙(4.9eV),因此能夠吸收更少的紫外光。本論文首先制備了ITO/Ga_2O_3/Ag/Ga_2O_3薄膜作為正裝紫外LED的透明導電電極,分別研究了Ag金屬層的厚度、ITO接觸層的退火溫度、ITO接觸層的厚度、ITO/Ga_2O_3/Ag/Ga_2O_3薄膜整體的退火溫度和Ga_2O_3層的厚度對薄膜光學性能和電學性能的影響。然后還研究了Ga_2O_3層的厚度對ITO/Ag/Ga_2O_3薄膜的光學性能和電學性能的影響。經過優(yōu)化后,ITO/Ag/Ga_2O_3薄膜的方塊電阻達2.82?/sq,而傳統(tǒng)ITO薄膜的方塊電阻為51.55?/sq。同時,與傳統(tǒng)ITO相比,ITO/Ag/Ga_2O_3薄膜有更寬的光學帶隙(4.68 eV),在365 nm處的透過率比ITO高,達到86.7%。此外,ITO/Ag/Ga_2O_3薄膜也展示出很好的歐姆接觸特性,與p-GaN間的比接觸電阻率為2.61×10~(-3)Ω·cm~2。最后,制備了基于ITO/Ag/Ga_2O_3薄膜的紫外LED芯片,與采用ITO作為透明電極的紫外LED芯片相比,在120 mA的注入電流下,工作電壓低了0.34 V,輸出光功率和電光轉化效率分別提高了19.8%和29.4%。隨后本論文制備了Ni/Ag薄膜作為倒裝紫外LED的反射電極,研究了Ni/Ag薄膜的退火溫度和退火時間對薄膜光學性能和電學性能的影響。經過優(yōu)化后,Ni/Ag薄膜在365 nm處的反射率從未退火時的88.11%提升到退火后的89.95%。得益于退火后Ni/Ag薄膜反射率的提高,在120 mA的注入電流下,Ni/Ag薄膜經過退火后的紫外LED的輸出光功率相較于Ni/Ag薄膜未退火時提高了20.7%。
【圖文】：

還在 n-GaN 上采用 Al 基反射電極，最終使得光提取效率提高了 55%。1.3 紫外 LED 電極薄膜存在的主要問題如圖1-1所示，雖然發(fā)射波長接近400 nm時，紫外LED的外量子效率能夠接近80%，但是隨著發(fā)射波長的下降，外量子效率呈現下降的趨勢，如發(fā)射波長為 365 nm 的紫外LED 的外量子效率僅有~40%，而發(fā)射波長低于 365 nm 的紫外 LED，外量子效率基本都低于 10%。造成紫外 LED 外量子效率仍然很低的原因主要有四個，第一個原因是紫外LED 外延片本身的內量子效率仍然很低[55-59]；第二個原因是 p 型電極與 p-GaN 間的接觸電阻較大

華南理工大學碩士畢業(yè)論文四探針方阻測試儀探針方阻測試儀，可以測試薄膜的方塊電阻。本實驗所用的四探uatek 公司的 QTI-5601TSR。為了準確反映薄膜的方塊電阻，需要計的薄膜，，然后通過四探針方阻測試儀測試石英片上薄膜的方塊采樣測試 5 個點，然后取平均來得到方塊電阻的值。方阻測試儀的組成包括四個探針、一個橫流電源和數字面板儀表如圖 2-1 所示。假設薄膜的厚度 t 遠小于探針之間的距離 S。因此（2-2）所示：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8

【參考文獻】

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1 劉建軍;閆金良;石亮;李廳;;Electrical and optical properties of deep ultraviolet transparent conductive Ga_2O_3/ITO films by magnetron sputtering[J];半導體學報;2010年10期

2 馬洪霞;韓彥軍;申屠偉進;張賢鵬;羅毅;錢可元;;基于Ni/Ag/Pt的P型GaN歐姆接觸[J];光電子·激光;2006年06期

3 張敬東;于彤軍;楊志堅;閻和平;張寧;穆森;張國義;;GaN基紫光LED的高反射率p型歐姆接觸[J];發(fā)光學報;2006年01期

本文編號：2667742