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基于多孔结构提高LED出光效率的研究

作　者: 陈志伟
导　师: 徐智谋
学　校: 华中科技大学
专　业: 光电信息工程
关键词: 多孔结构光刻纳米压印多孔氧化铝发光二极管出光效率
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自上世纪六十年代发光二极管(LED)商业化以来,LED照明引起了越来越多的关注。提高LED出光效率也成为当前国际上该领域的一个研究热点。本论文基于多孔结构提高LED的出光效率的研究。利用光刻方法在单晶硅上制备了微米级多孔结构,对其发光性能进行了研究。多孔结构有孔径2μm、间距6μm和孔径6μm、间距8μm两种尺寸,用反应离子束刻蚀方法分别刻蚀了70nm、140nm、260nm三种不同的深度。用场发射扫描电子显微镜(FSEM)表征样品的表面和截面结构。用荧光光谱仪测试了样品在室温下的光致发光现象,结果表明:多孔硅在425nm和473nm波长处有光致发光现象,激发波长为270nm时,样品的PL谱最强。用光刻和ICP刻蚀方法在多量子阱蓝光LED的p型层上制备了微米级多孔结构。孔径为2μm,间距6μm,刻蚀深度为70nm。用金相显微表征了样品的表面结构。用荧光光谱仪测试了样品的PL谱,测试结果表明:和标准LED芯片相比,表面具有多孔结构的LED的PL谱强度提高了30%,对样品封装后测试表明LED的出光效率提高了10%左右。用阳极氧化的方法制备了多孔氧化铝模板(AAO),在草酸溶液通过两步阳极氧化的方法得到了80—120nm孔径的AAO模板。利用纳米压印技术和ICP刻蚀方法将纳米级多孔结构转移到多量子阱蓝光LED的P-GaN层上。用FSEM和原子力显微镜(AFM)表征了AAO模板和样品的微观结构,为下一步LED出光效率的研究工作打下基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-12
  1.1 课题研究背景及意义  7-9
  1.2 多孔结构提高LED 出光效率的研究状况  9-11
  1.3 研究内容  11-12
2 微米级多孔结构提高LED 出光效率的研究  12-35
  2.1 多孔硅制备及性能研究  12-27
  2.2 多孔结构提高LED 出光效率  27-34
  2.3 本章小结  34-35
3 基于纳米压印实现纳米级多孔结构转移的研究  35-48
  3.1 AAO 模板简介  35-36
  3.2 纳米压印基本原理  36-40
  3.3 方案设计与制备  40-43
  3.4 结果测试与分析  43-47
  3.5 本章小结  47-48
4 总结  48-50
  4.1 论文研究成果  48-49
  4.2 存在问题与展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-56
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录  56

基于多孔结构提高LED出光效率的研究

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