表面粗化技術(shù)用于提高LED發(fā)光效率的研究.pdf

1、發(fā)光二極管具有省電、輕巧、壽命長(zhǎng)、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，上世紀(jì)70年代開(kāi)始商業(yè)化之后便快速朝高輝度、多色化以及高發(fā)光效率方向發(fā)展，由于技術(shù)的突破使得LED的用途從早期的顯示、廣告為主轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，尤其是高功率白光LED的實(shí)用化，使得LED成為下一代光源的主要發(fā)展方向。對(duì)于目前的GaN基LED，其外量子效率與內(nèi)量子效率相比，還存在明顯的差距，因此許多研究將著眼于外量子效率的提高。在GaN基LED結(jié)構(gòu)中，具有高透過(guò)率和低電阻的。ITO

2、材料已經(jīng)被廣泛用于制作電流擴(kuò)展層和窗口層，然而ITO和外界空氣的折射率大約分別為2.0和1.0，有較大差異，因此根據(jù)斯涅爾定律，有源區(qū)產(chǎn)生的光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)ITO/空氣界面時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，導(dǎo)致只有部分光線(xiàn)可以從芯片表面射出。為了提高光子的出射率，許多新技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如倒裝芯片技術(shù)、光子晶體技術(shù)、表面粗化技術(shù)等，其中表面粗化技術(shù)是一種簡(jiǎn)單有效的方法。
　　 本課題的研究以解決半導(dǎo)體發(fā)光二極管出光面的光反射問(wèn)題為主要內(nèi)容，為了解決出

3、光面的全反射問(wèn)題，采用粗化ITO表面方法來(lái)實(shí)現(xiàn)光的散射，減少全反射幾率。采用超聲分散的方法制備鎳納米粒子分散液，將分散液用旋涂的方法在GaN基發(fā)光二極管（LED）的ITO電流擴(kuò)展層上制備單層鎳納米粒子掩膜，并使用ICP刻蝕技術(shù)在納米掩膜的保護(hù)下粗化ITO出光面。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.以無(wú)水乙醇為溶劑，使用超聲分散技術(shù)配制鎳納米粒子分散液，將分散液用旋涂的方式涂在GaN基LED的ITO電流擴(kuò)展層上形成刻蝕掩膜，研究了加入檸

4、檬酸作為分散劑對(duì)所形成的鎳納米粒子掩膜效果的影響。
　　 2.以單層納米鎳粒子作為掩膜，采用ICP干蝕刻的方式，在ITO透明導(dǎo)電層制作表面粗化結(jié)構(gòu)，制作出ITO表面粗化的GaN基LED芯片。
　　 3.使用原子力顯微鏡測(cè)量了不同ICP作用時(shí)間下ITO表面的粗化形貌，結(jié)果顯示表面粗糙度隨著刻蝕時(shí)間而增加，進(jìn)一步通過(guò)合理的ICP刻蝕時(shí)間控制可以得到較好光電性能的LED芯片。
　　 4.通過(guò)LED綜合檢測(cè)儀，測(cè)量了IT