硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管

摘要

经过近十年的探索,作者在国际上率先突破了硅衬底高光效GaN基蓝光LED材料生长技术及其薄膜型芯片制造技术,制备了内量子效率和取光效率均高达80％的单面出光垂直结构GaN基蓝光LED,并实现了产业化和商品化,成功地应用于路灯、球炮灯、矿灯、筒灯、手电和显示显像等领域,本文就相关关键技术进行全面系统地介绍.发明了选区生长、无掩模微侧向外延等技术,仅用100 nm厚的单一高温AlN作缓冲层,制备了无裂纹、厚度大于3μm的器件级GaN基LED薄膜材料,位错密度为5×108 cm-2.发明了自成体系的适合硅衬底GaN基薄膜型LED芯片制造的工艺技术,包括高反射率低接触电阻p型欧姆接触电极、高稳定性低接触电阻n型欧姆接触电极、表面粗化、互补电极、GaN薄膜应力释放等技术,获得了高光效、高可靠性的硅基LED,蓝光LED(450 nm)在350 mA(35 A/cm2)下,光输出功率达657 mW,外量子效率为68.1％.