Ⅲ族氮化物基紫外LED由于具有開關(guān)速度快、壽命長和光譜窄等優(yōu)點,使其在UV固化、光刻、防偽檢測、水凈化和醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。但目前紫外LED的研究尚存在一些技術(shù)瓶頸,造成器件的發(fā)光效率很低,影響了其大規(guī)模的商業(yè)化實現(xiàn)。LED的發(fā)光效率包括載流子注入效率、內(nèi)量子效率和外量子效率。對于紫外LED而言,載流子注入效率低的原因主要是現(xiàn)有的外延技術(shù)難以得到高載流子濃度和高導電率的AlGaN半導體材料;外量子效率低的原因主要是器件中產(chǎn)生的光子因為表面全反射及光子重吸收而不能被有效地提取。所以本論文基于如何提高載流子注入效率和光提取效率展開討論。首先本研究基于如何提高內(nèi)量子效率提出了一種導電聚合物PEDOT:PSS替代p-AlGaN材料的思路,并設(shè)計和制備了PEDOT-氮化物異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),通過對器件的光電性能進行分析,得出PEDOT:PSS可替代目前難以制備的AlGaN材料用于紫外LED的制備的結(jié)論。其次本研究基于如何提高光提取效率提出了在LED的出光面制備周期性納米陣列結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)光提取效率的提高,并基于光刻和ICP刻蝕工藝在LED芯片表面制備納米柱和納米孔結(jié)構(gòu),通過對器件的光電性能進... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

UVLED的應用但是相對于目前已經(jīng)非常成熟的藍光LED來說，紫外LED無論從材料質(zhì)量，還是從結(jié)構(gòu)設(shè)計和電極接觸等領(lǐng)域仍然不成熟，這使得紫外LED的整體性能，尤其是發(fā)光

圖 1.2 氮化物紫外 LED 外量子效率的最新報道[1]2 UV LED 的關(guān)鍵科學問題探索以氮化鋁鎵（AlGaN ) 材料為基礎(chǔ)的紫外 LED 的應用是目前半導體材料與發(fā)展的主要趨勢之一，該半導體材料在常溫下具有很寬的直接帶隙，其帶隙范圍4～6.2eV，其光響應可以覆蓋 200～365 nm 的波長范圍，具有高熱導率、低介電、波長易調(diào)控以及穩(wěn)定的性能等獨特優(yōu)點。早在 20 世紀初，科研人員已經(jīng)逐步了 AlN、GaN 以及 AlGaN 三元化合物薄膜材料。1960 年左右伴隨著外延生長技術(shù)現(xiàn)，在生長襯底上加入低溫 AlN 緩沖層和采用低能電子束輻照等技術(shù)突破后，氮半導體材料的質(zhì)量得到進一步的提升，帶來了短波長光電子器件的快速發(fā)展。1，Han 等人第一次制備出中心波長為 353 nm 的發(fā)光二極管，采用的是 AlGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu)。隨后，由于制備 AlGaN 材料的設(shè)備不斷完善和制備工藝的改進，出多種波長的紫外發(fā)光二極管的報告[2]。2001 年，Khan 等人利用脈沖激光原子層工藝，實現(xiàn)了 AlGaN 晶體質(zhì)量的優(yōu)化，制備出中心發(fā)光波長為 305 nm 的發(fā)光二[3]。2002 年，Adivarahan 等人采用 AlGaN 單量子阱結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了量子阱的優(yōu)備出中心發(fā)光波長為 285 nm 的深紫外 LED[4]。2006 年，NTT 實驗室采用 AlN 緩

外延設(shè)備和技術(shù)的不斷提高以及紫外 LED 市場的需求，使得紫外 L，目前已經(jīng)提出一些實質(zhì)性的解決方案，如納米圖案化襯底技術(shù)[6術(shù)[7]和透明 p 型層技術(shù)[8]等，但是相對于目前已經(jīng)非常成熟的藍光效率的 UV LED 仍然面臨著巨大的阻礙：低的內(nèi)量子效率、低電流取效率。圖 1.3 為 LED 的制作流程及發(fā)光效率的影響因素。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]關(guān)于用UPS測量功函數(shù)[J]. 張濱,孫玉珍,王文皓.  物理測試. 2007(04)



本文編號：3133496