SiC襯底GaN基藍光LED的可制造性設計.pdf

1、GaN材料及器件近年來成為研究的熱點,尤其是GaN基發(fā)光二極管(LED),從節(jié)能和環(huán)保的角度上來說,LED是最理想的光源,它可以應用在各種惡劣環(huán)境下。因此GaN發(fā)光二極管在LCD背光源、大屏幕彩色顯示、多媒體顯像、光纖通訊等領域有著廣泛的應用。目前,國內絕大部分GaN基LED采用的襯底材料是價格價格相對低廉但是晶格失配度較高的藍寶石,尚沒有商業(yè)化的SiC襯底GaN基LED,因此對它的研究尤其顯得重要。
　　 本文首先介紹了碳化硅

2、及氮化鎵材料的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,然后討論了碳化硅和氮化鎵基材料的基本特性,并對SiC襯底GaN基藍光LED的基本結構和工作原理進行了較為細致的分析,著重討論了它的電學特性和光學特性。最后根據(jù)理論分析,選定了較為合適的物理模型,重點從碳化硅襯底的結構尺寸、量子阱的阱區(qū)寬度、有源區(qū)InGaN合金中In的摩爾組分以及AlGaN合金中Al的摩爾組分等工藝條件入手,針對器件的量子效率、伏安特性、光功率等光電特性,利用美國Synopsys公司新一代T

3、CAD仿真設計平臺SWB以及PCMStudio等,對器件進行工藝級的仿真以及物理特性級的模擬,并且基于實驗設計(DOE)方法和理論,選定合適的響應曲面模型(RSM),對發(fā)光二極管工藝參數(shù)的變化與物理特性的改變之間的關系,進行了深入的研究,并且通過參數(shù)優(yōu)化,得到最優(yōu)的工藝條件。最終對SiC襯底GaN基藍光LED的可制造性設計結果,結合量子效應、極化效應、壓電場效應等進行簡要分析,確定了最終的結構尺寸及工藝參數(shù),完成整個LED的可制造性設計