發(fā)布時間：2023-03-19 10:34

　　目前藍寶石在LED市場中的應用范圍變得越來越普遍,這歸因于其較低的制造成本。盡管如此,GaN(氮化鎵)薄膜和藍寶石襯底之間較大的晶格失配(15%)和熱膨脹系數(shù)失配(25%)導致高位錯密度和殘余應力,這嚴重降低了內(nèi)部量子效率并影響GaN基LED的光學和電學性能。為了提高在藍寶石襯底上生長的GaN薄膜的性能,本文通過采用圖形化襯底的方式來提高在襯底上生長的GaN的結晶質(zhì)量以及通過尋找替代襯底的方式來改善GaN基LED的性能。本文通過飛秒激光刻蝕藍寶石襯底形成條紋狀得圖形化藍寶石襯底上,并在條紋狀的圖形化藍寶石襯底上生長了具有更高結晶質(zhì)量的的c面GaN外延層。通過SEM觀察的表面形態(tài)揭示了條紋狀凹槽的細節(jié),這是改善結晶度的主要因素。通過測量XRD,我們得到條紋樣品的FWHM為0.302°,遠小于平面樣品,而晶粒尺寸為31.3 nm,大于平面樣品的晶粒大小。此外,通過拉曼光譜的測量,在GaN外延層中也發(fā)現(xiàn)了更小的壓應力。與平面基板相比,條紋槽有助于減小晶格之間壓應力并提高結晶質(zhì)量。吸收光譜也證明了相同的結果。條紋PSS的帶隙估計為3.43eV,與3.4 eV的理論值很接近�？傊�,通過飛秒激光燒...

【文章頁數(shù)】：41 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 LED的發(fā)展歷史
    1.2 GaN基 LED的概述
        1.2.1 GaN基 LED的制備及其結構
        1.2.2 GaN基 LED的發(fā)光原理
    1.3 GaN基 LED的性能表征
        1.3.1 GaN基 LED的光學性能
        1.3.2 GaN基 LED的電學性能
        1.3.3 GaN基 LED的熱學性能
        1.3.4 GaN基 LED的力學性能
        1.3.5 GaN基 LED的可靠性性能
第2章 GaN基 LED的國內(nèi)外研究進展
    2.1 基于傳統(tǒng)襯底的GaN基 LED
        2.1.1 藍寶石襯底
        2.1.2 碳化硅襯底
    2.2 基于新型襯底的GaN基 LED樣品測試
        2.2.1 圖形化藍寶石襯底
        2.2.2 硅襯底
第3章 實驗及表征手段
    3.1 條紋狀圖形化藍寶石襯底GaN基 LED的制備
    3.2 硅襯底GaN基LED的制備
    3.3 表征手段
        3.3.1 X射線衍射(XRD)
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        3.3.3 原子力顯微鏡(AFM)
        3.3.4 光致發(fā)光光譜(PL)
        3.3.5 電致發(fā)光光譜(EL)
        3.3.6 拉曼散射譜(Raman)
        3.3.7 結溫測試儀
第4章 基于條紋狀圖形化藍寶石襯底GaN基 LED性能分析
    4.1 條紋狀PSS的表面微觀形貌
    4.2 GaN外延片結晶質(zhì)量及應力分析
        4.2.1 XRD表征測試
        4.2.2 Laman光譜表征測試
        4.2.3 吸收光譜表征測試
    4.3 條紋狀藍寶石襯底上GaN外延片光學性能分析
    4.4 本章小結
第5章 基于硅襯底GaN基 LED的性能分析
    5.1 硅襯底與藍寶石襯底LED的結構對比分析
    5.2 硅襯底GaN基 LED熱學性能研究
    5.3 硅襯底GaN基 LED可靠性性能研究
        5.3.1 高溫高濕及冷熱沖擊測試
        5.3.2 老化測試
    5.4 本章小結
第6章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3765095