電致發(fā)光的完全懸空超薄硅襯底氮化鎵基藍光LED器件的制備與表征

編號：FTJS08253

篇名：電致發(fā)光的完全懸空超薄硅襯底氮化鎵基藍光LED器件的制備與表征

作者：蔣成偉 沙源清 袁佳磊 王永進 李欣

關(guān)鍵詞： 氮化鎵 發(fā)光二極管 懸空薄膜 背后工藝 背后工藝

機構(gòu)： 南京郵電大學通信與信息工程學院

摘要： 為提升硅襯底氮化鎵基LED(發(fā)光二極管)器件的光電性能和出光效率,本文提出了一種利用背后工藝實現(xiàn)的懸空薄膜藍光LED器件。結(jié)合光刻工藝、深反應離子刻蝕和電感耦合等離子體反應離子刻蝕的背后工藝,制備了發(fā)光區(qū)域和大部分正負電極區(qū)域的硅襯底完全掏空,并減薄大部分氮化鎵外延層的懸空薄膜LED器件。對懸空薄膜LED器件進行三維形貌表征,發(fā)現(xiàn)LED懸空薄膜表面平坦,變形程度小,證明背后工藝很好地解決了氮化鎵外延層和硅襯底之間由于應力釋放造成的薄膜變形問題。表征了LED器件的電流電壓曲線和電致發(fā)光光譜等光電特性,對不同結(jié)構(gòu)、不同發(fā)光區(qū)域尺寸的LED器件進行對比,發(fā)現(xiàn)懸空薄膜LED器件的光電性能和出光效率比普通LED器件更優(yōu)越,且發(fā)光區(qū)尺寸變化對LED器件性能的影響更明顯。在15 V驅(qū)動電壓下,與普通LED器件相比,發(fā)光區(qū)直徑為80μm的懸空LED器件的電流從4.3 mA提升至23.9 mA。在3 mA電流的驅(qū)動下,峰值光強提升了約5倍,而發(fā)光區(qū)直徑為120μm的懸空器件與發(fā)光區(qū)直徑為80μm的懸空器件相比,出光效率提升更為明顯。本研究為發(fā)展高性能懸空氮化物薄膜LED器件提供了更多可能性。