6.1 EL谱测试结果 16

6.2 PL谱测试 17

6.3 摇摆曲线测试 19

6.4 拉曼光谱测试 19

7 实验结果和讨论 21

8 结论 22

致谢 23

参考文献 24

1 引言

LED是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件，由各种金属化合物制作而成，LED的结构是将一块电致发光的半导体芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用金线连接上芯片与电路板，然后周围用环氧树脂给密封起来，有保护内部芯线的功能，最后一部安装上外壳，所以 LED 灯的抗震性能和稳定性能较好，运用领域极为广泛，涉及到常家电和机械等各种方面的应用。由于LED光效高，节能等特点，不管是生活上还是工业上，已经密集相关。在各种显示屏、装饰光、光源、光照等领域LED已成为中坚支柱，被称为第四代光源，新节能绿色光源，在近几年得到各个国家政府的支持响应，已经得到广泛的研究和发展。随着对LED的研究，如何提高光效和出光效率已经是主要的问题。图形化蓝宝石衬底技术的出现和研究，解决了这个问题，PSS技术可以有效地降低GaN材料外延层的位错密度，有效地提高出光效率，减少反向电流，可以有效的保护LED芯片不受到损坏。

1.1 研究的目的及意义

现代白光照明普遍使用GaN基大功率LED，这方面的研究近些年得到了人们的广泛关注，是未来LED照明行业的发展方向。随着技术发展，白光LED效率的不断提高,固态照明已经得到了发展。但是外延层材料的高缺陷密度限制了LED性能的提高,因此寻找外延层材料的缺陷密度形成机理及其原因,是降低缺陷密度和提高性能的有效手段，现如今国内外的工业都不能制备高质量的GaN晶体， GaN基LED衬底通常由蓝宝石，硅以及SiC等材料来制备。蓝宝石则因为低成本，物理化学性质均较稳定，在工业上普遍的使用。由于蓝宝石衬底和GaN材料外延层之间的位错密度比较高，使GaN材料外延生长过程出现大量的缺陷，这些缺陷是非辐射性复合的中心部分，对载流子起到散射的作用，限制出光效率的增加， LED还会产生较大的反向漏电流，减少光器件的寿命，同时，GaN材料与空气间还存在全反射， LED的外量子效率又被大大降低，所以，为了提高发光二极管的出光效率，这就需要降低蓝宝石衬底和外延层之间的位错密度。国内外一致受好评的办法叫做图形化蓝宝石衬底技术， GaN外延层材料的位错密度可以被有效的降低，同时还可以有效提高GaN基LED的光提取效率。关于图形化蓝宝石衬底的研究现在主要在对与光刻技术和刻蚀技术的研究中,还有图形化蓝宝石衬底提高LED出光效率的机理。现如今微米级图形化蓝宝石衬底已经在工业中普遍使用,图形化蓝宝石沉底LED的发光功率比平坦蓝宝石衬底的普通LED相比增加了30%左右。图形化蓝宝石衬底技术现在应用较多的是半球状和锥形形状,由最早期的条形形状演变而来。刻蚀技术从湿法刻蚀到干法刻蚀的发展,从微米级图形化衬底到纳米级图形化衬底的进步，纳米级图形化蓝宝石已逐步得到发展和关注。从蓝宝石衬底图形的形状、尺寸、制备工艺方面出发，研究其对发光效率的影响，图形化蓝宝石衬底是在平片蓝宝石衬底表面用刻蚀工艺刻蚀出周期性图形阵列, 对于提升GaN基LED的发光性能有很大影响[6]。论文网