表面粗化提高GaN基LED光提取效率

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1、摘要捅要本文以提高GaN基LED的光提取率为切入点，介绍了表面粗化的方法。理论上主要针对剖面是三角坑的尺寸进行了比较和优化，得出了腐蚀坑为三角坑的最优尺寸。通过理论的分析和画具体的尺寸模型图的方法分析各个特殊点的出光情况，运用两轮循环优化取值法计算整个芯片的出光评价因子，最终运用Matlab软件对芯片的出光评价因子拟合，得到了一个比较优化的尺寸，并有适当的图形变化，以期更为优化的图形和数据。研究结果进一步证明：由于全反射的存在，使得材料表面的各个点的出光角度有一定的限制，因此芯片表面的形状会对整个器件的出光效

2、率有很大影响。实验上使用熔融KOH腐蚀绿光LED外延片获得预计的粗糙形貌。在实验分析过程中，分别利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了腐蚀后的样品的表面形貌，观测了腐蚀坑的三维形状。再通过常规工艺做成器件，结果给出不同表面做成器件的光强。实验得出经过表面粗化处理的器件，外量子效率提高了约25．7％。关键词：三角坑LED外延片表面粗化外量子效率ABSTRACT3Inthispaper,weputenhancinglight--emittingefficiencyofGaN··basedLED

3、asaincisivepointandmainlyintroducesthewayofrougheninguppersurfaceofLED．Theoreticallycalculatestheoptimalsizeofthetriangularetchingpit．Firstlyweanalyzethespecializedlighring-emittingpointinaperiodthroughthetheoreticanalysesaswellasdrawingthestructurepictures

4、．Andthenweusetwicecycleoptimizingmeans．AtlastbytheMatlabwedrawthefittingb％li'veandinthiswaythefinaloptimizingsizesofthetriangularetchingpit．Furthermore，abettershapeandsizesisanticipatedthroughproper。shapechanging．Theresearchresultpointsoutowingtothetotalint

5、ernalreflectiontheangleofdifferentpointonthechipareconfinedSOthatthesizesandthestructuresofthesurfaceofchiphaveasignificantaffectonthelight-emittingefficiency．TheexpectedsurfacemorphologyisachievedbyusingmoltenKOHtoetchgreenLEDepitaxialwafer．ThentheLEDepita

6、xialwaferismadeintodevicesbyconventionalprocess．Intheprocessofanalysis，SEMandAFMisusedtoobserveexternalsurface，atlast，three-dimensionalshapeofetchpitswereevaluatedandobservedrespectively．ThentheLEDepitaxialwaferismadeintodevicesbyconventionnalprocess．Thelig

7、htpowerismeasured．Theexperimentresultsshowsthattheexternalquantumefficiencyofthedevicewhichistreatedbysurface-rougheningisenhancedby25．7％．Keywords：triangularetchingpitLEDepitaxialwafersurface-rougheningexternalquantumefficiency西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的

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