Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的欧姆接触研究

通过电流 电压 (I V)特性和传输线方法 (TLM )测量研究在n型GaN上淀积Ti/Al/Ni/Au电极形成欧姆接触的机制。Ni/Au作为Ti/Al的覆盖层起了阻止Ti ,Al,Au的互扩散及抗接触层氧化的作用。在 4 0 0℃到 90 0℃范围内 ,Ti/Al/Ni/Au与n型GaN的接触电阻随温度升高先略有上升 ,到 5 0 0℃以后单调下降。而表面形貌却在合金温度高于6 0 0℃以后随温度升高逐步变差。通过两步合金法得到了n GaN上Ti/Al/Ni/Au形成的接触电阻低达 9.6 5× 1 0 - 7Ωcm2 。最后还对两步合金法形成n GaN欧姆接触的机制进行了讨论。     

一种抗可见光蜂窝网小区间干扰的光学发射天线设计

本文提出了一种应用于可见光蜂窝网的自由曲面光学发射天线,用于改善整个网络范围内的信号质量以提高系统的通信性能.首先基于能量映射关系和斯涅尔定律,设计了目标光分布区域为矩形的基于自由曲面透镜的光学发射天线,应用该天线能使半导体发光二极管(LED)光源发出的光信号均匀分布在0.8 m×0.8 m的正方形范围内.而后将设计的光学发射天线应用于可见光蜂窝网,并进一步对网络接收区域的光信号质量和系统性能做了分析.结果表明,在一个3m×3m×3m房间中安装有16个LED光源作为接入点,采用所设计的自由曲面光学发射天线,网络覆盖区域的光信号分布均匀度达到了0.8以上,同信道干扰基本消除,平均信干噪比为12.6 dB,系统具有较好的误码率性能,能够有效地保证可见光蜂窝网的通信质量.     

垂直电极结构GaN基发光二极管的研制

利用激光剥离技术(LLO)和晶片键合技术将GaN基发光二极管(LED)薄膜与蓝宝石衬底分离并转移到Si衬底上,高分辨X射线衍射(HRXRD)和阴极荧光谱(CL)结果表明激光剥离过程没有影响GaN量子阱的结构和光学性质,GaN和InGaN/GaN多量子阱的发光峰都呈现红移,这都来源于去除蓝宝石后薄膜中应力的释放.采用金属In和Pd的合金化键合过程解决了GaN材料与Si衬底的结合问题,结合逐个芯片剥离和键合的方式实现了GaN大面积均匀转移.成功研制了激光剥离垂直电极结构的GaN基LED,L-I测试特性表明器件的热饱和电流和出光功率都有很大的提高.     

垂直电极结构GaN基发光二极管的研制

利用激光剥离技术(LLO)和晶片键合技术将GaN基发光二极管(LED)薄膜与蓝宝石衬底分离并转移到Si衬底上,高分辨X射线衍射(HRXRD)和阴极荧光谱(CL)结果表明激光剥离过程没有影响GaN量子阱的结构和光学性质,GaN和InGaN/GaN多量子阱的发光峰都呈现红移,这都来源于去除蓝宝石后薄膜中应力的释放.采用金属In和Pd的合金化键合过程解决了GaN材料与Si衬底的结合问题,结合逐个芯片剥离和键合的方式实现了GaN大面积均匀转移.成功研制了激光剥离垂直电极结构的GaN基LED,L-I测试特性表明器件的热饱和电流和出光功率都有很大的提高.     

MOCVD生长的InGaN薄膜中的相分离

利用X射线衍射(XRD)测量用MOCVD生长的InGaN样品,观察到InN相.通过X射线衍射理论,计算得到InN相在InGaN中的含量.通过退火和变化生长条件发现InN相在InGaN薄膜中的含量与生长时N2载气流量、反应室压力和薄膜中存在的应力有关.进一步的分析表明InGaN合金中出现InN相的主要原因是相分离.     

GaN基紫光LED的可靠性研究

测量了GaN基紫光LED的光功率（P）在不同工作电流和环境温度（室温和60℃）下随时间的变化,研究了LED的可靠性．结果表明,紫光LED的功率在前48h内迅速衰减,而在48h后衰减速率减慢;与光功率的衰减规律相对应,其I-V曲线的变化显示反向漏电流和正向小电压下的电流都有明显的增加．对载流子的输运机制的分析表明,在LED的工作过程中,缺陷提供的辅助电流通道使载流子的辐射复合几率降低,LED光功率下降．     

氧化对 GaN 基LED透明电极接触特性的影响

研究了热退火对InGaN/GaN 多量子阱LED的Ni/Au-p-GaN欧姆接触的影响.发现在空气和 N2气氛中交替地进行热退火的过程中Ni/Au接触特性显示出可逆现象. Ni/Au-p-GaN接触的串联电阻在空气中随合金化时间逐渐减小,在随后的 N2 中的热退火后会使该串联电阻增加,但在空气中再次热退火能使接触特性得到恢复.同时对Ni/Au-p-GaN 接触在空气中合金化过程中的层反转的成因进行了讨论.     

InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品,进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量.PL测量结果表明,相对于带有蓝宝石衬底的样品,InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移,而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移;喇曼光谱的结果表明,激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1.这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放,但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化.XRD的结果证实了这一结论.     

圆锥反光面与抛物面反光面组成的边发射型LED及其在LCD背光源中的应用

设计了一种边发射型的白光LED封装结构,通过全反射和反光镜的反射使LED发出的光由两侧出射,并且可以通过调节锥形反光镜的锥顶角来控制光强角分布中峰值的位置.利用光路追迹软件对所设计的结构进行模拟,并将所设计的边发射型LED用于直下式背光源中.通过对模拟结果的分析,当背光源灯箱大小为228 mm×150 mm,灯箱厚度在20～30 mm时,均匀度可以达到85%以上.利用具有表面布点的导光板结构,使侧向出射的光线经过导光板底面的锥形网点时,经历一次折射和一次全反射.这样将侧向出射的光线导向正向出射,提高了背光源正向的亮度.     

氧化Au/Ni/p-GaN欧姆接触形成的机理

用卢瑟福背散射(RBS)和同步辐射X射线衍射(XRD)研究了p-GaN上的Ni/Au电极在空气下不同温度合金后的微结构的演化,并揭示这种接触结构的欧姆接触形成机制.研究不同温度下比接触电阻(ρc)的变化,发现从450℃开始Au扩散到GaN的表面在p-GaN上形成外延结构以及O向电极内部扩散反应生成NiO对降低ρc起到了关键的作用.在500℃时,Au的外延结构进一步改善,O进一步向样品内部扩散生成NiO,ρc也达到了最低值.但当合金温度升高到600℃时,金属-半导体界面NiO的大部分或全部向外扩散,从而脱离与p-GaN的接触,使ρc显著升高.