作為白光LED重要基礎(chǔ)的藍(lán)光GaN基LED芯片給人類生產(chǎn)工作帶來(lái)巨大的改變,在照明領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大潛力。若想完成LED進(jìn)一步取代傳統(tǒng)照明方式以及更高效率LED的目標(biāo),其外量子效率必須進(jìn)一步提高。對(duì)于提高LED外量子效率,主要包括兩大方面:內(nèi)量子效率和光提取效率。由于內(nèi)量子效率與半導(dǎo)體材料自身性質(zhì)、外延結(jié)構(gòu)密切相關(guān),目前內(nèi)量子效率的提高主要通過(guò)半導(dǎo)體材料的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著微納制造行業(yè)的工藝水平不斷提高、材料質(zhì)量的不斷優(yōu)化,GaN基藍(lán)光LED的內(nèi)量子效率已超過(guò)70%并趨于理論極限值。所以目前提高LED外量子效率更有效的途徑是提高其光提取效率。為提高LED光提取效率,基于等效介質(zhì)理論設(shè)計(jì)了一種制作于GaN基LED鈍化層表面的截頭圓錐形仿生蛾眼結(jié)構(gòu)。通過(guò)模擬重點(diǎn)分析了微結(jié)構(gòu)的底面占空比、底面直徑、高度和傾角對(duì)提高LED光提取效率的影響,得出微結(jié)構(gòu)的底面占空比為0.55,底面半徑為220nm,高度為245nm,側(cè)面傾角為70°時(shí)光提取效率最優(yōu),是無(wú)表面微結(jié)構(gòu)器件的4.85倍。采用納米球刻蝕技術(shù)在LED鈍化層表面制備該亞波長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu),并與無(wú)表面微納結(jié)構(gòu)的LED芯片進(jìn)行電致發(fā)光對(duì)比測(cè)試。結(jié)果表明...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1LED的應(yīng)用領(lǐng)域在眾多較重要應(yīng)用中，高效率藍(lán)光GaN基LED給人類生產(chǎn)工作帶來(lái)巨大的改變，

第一章緒論景以來(lái)，隨著人類的發(fā)展及科技進(jìn)步，能源消耗隨之急劇增加，不完全統(tǒng)計(jì)，全球電能中20%用于照明，而傳統(tǒng)照明光源如白能量轉(zhuǎn)換效率非常低，僅有約10%，大部分電能未被轉(zhuǎn)換為光其他形式能量而消耗。20世紀(jì)90年代初，氮化鎵(GalliumN二極管(light-em....

圖1.2人類照明方式發(fā)展史[1]

為一種新型電光轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體器件，由于具有光電轉(zhuǎn)換效能高、使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于日常生活。圖1.1LED的應(yīng)用領(lǐng)域眾多較重要應(yīng)用中，高效率藍(lán)光GaN基LED給人類生產(chǎn)工作帶來(lái)巨大的態(tài)照明領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大潛力，被稱為“第四代光源”，成為人類照明歷圖1.2為人....

圖1.3全反射示意圖

積的光功率相等，總功率sourceP以及逃逸光功率escapeP()()()()222221cos421cos1cos421cos2escapesourcecccescapesourcesourceescapecsourcePPrrr....

圖1.4表面粗化法示意圖

圖1.4表面粗化法示意圖[11]避免傳統(tǒng)GaN基LED藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性差、電電極位于襯底同側(cè)，易造成電流、溫度分布不均傳統(tǒng)LED結(jié)構(gòu)如圖1.5(a)所示。而將芯片倒裝，克服藍(lán)寶石導(dǎo)熱性差的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)電流分布的構(gòu)如圖1.5(b)所示。倒裝結(jié)構(gòu)使光從LED藍(lán)....

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