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GaN基高压直流发光二极管制备及其性能分析

曹东兴 郭志友 梁伏波 杨小东 黄鸿勇

GaN基高压直流发光二极管制备及其性能分析

曹东兴, 郭志友, 梁伏波, 杨小东, 黄鸿勇
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  • GaN基高压直流发光二极管工艺制备, 采用蓝宝石图形衬底(PSS) 外延片制备正梯形芯粒结构的GaN基高压直流LED.相对其他结构器件, 该结构器件发光效率最高, 封装白光后, 在色温4500 K, 驱动电流20 mA时, 光效116.06 lm/W, 对应电压50 V. 测试其I-V曲线表明, 开启电压为36 V, 对应驱动电流为1.5 mA; 在电流15 mA至50 mA时, 光功率随驱动电流增加近似于线性增加, 在此区域光效随电流增加而降低的幅度比较缓慢, 表明GaN基高压直流LED适宜于采用大电流密度驱动, 而不会出现驱动电流密度增加导致量子效率明显下降(efficiency droop), 为从芯片层面研究解决量子效率下降难题提供了一种新思路.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60877069) 资助的课题
    [1]

    Liu N X, Wang H B, Liu J P, Niu N H, Han J, Shen G D 2006 Acta Phys. Sin. 55 1424 (in Chinese) [刘乃鑫, 王怀兵, 刘建平, 牛南辉, 韩军, 沈光地 2006 物理学报 55 1424]

    [2]

    Nakamura S, Mukai T, Senoh M 1994 Appl. Phys. Lett. 64 1687

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    Xu B, Yu Q X, Wu Q H, Liao Y, Wang G Z, Fang R C 2004 Acta Phys. Sin. 53 204 (in Chinese) [徐波, 余庆选, 吴气虹, 廖源, 王冠中, 方容川 2004 物理学报 53 204]

    [4]

    Windisch R, Heremans P, Knobloch A, Kiesel P, Döhler G H, Dutta B, Borgh G 1999 Appl. Phys. Lett. 74 2256

    [5]

    Dong Y J, Zhang J B, Chen H T, Zeng X H 2011 Acta Phys. Sin. 60 0778 (in Chinese) [董雅娟, 张俊兵, 陈海涛, 曾祥华 2011 物理学报 60 0778]

    [6]

    Krames M R, Ochiai-Holcomb M, Höfler G E, Carter-Coman C, Chen E I, Tao I H, Gillot P, Cardner N F, Chui H C, Huang J W, Stockman S A, Kish F A, Craford M G, Tan T S, Kaiot C P, Hueschen M, Posselt J, Loh B, Sasser G, Collins D 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2365

    [7]

    Shmatov O, Li Z S 2003 IEE Proc.-Optoelectron. 150 273

    [8]

    Kato Y, Kitamura S, Hiramatsu K, Sawaki N 1994 J. Cryst. Growth 144 133

    [9]

    Jiang Y, Luo Y, Wang L, Li H T, Xi G Y, Zhao W, Han Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 3468 (in Chinese) [江洋, 罗毅, 汪莱, 李洪涛, 席光义, 赵维, 韩彦军 2009 物理学报 58 3468]

    [10]

    Jin Y Z, Hu Y P, Zeng X H, Yang Y J 2010 Acta Phys. Sin. 59 1258 (in Chinese) [金豫浙, 胡益培, 曾祥华, 杨益军2010物理学报 59 1258]

    [11]

    Wang L J, Zhang S M, Zhu J H, Zhu J J, Zhao D G, Liu Z S, Jiang D S, Wang Y T, Yang H 2010 Chin. Phys. B 19 017307

    [12]

    Kim M H, Schubert M F, Dai Q, Kim J K, Schubert E F, Piprek J, Park Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 183507

    [13]

    Wang C H, Lin D W, Lee C Y, Tsai M A, Chen G L, Kuo H T, Hsu W H, Kuo H C, Lu T C, Wang S C, Chi G C 2011 IEEE Electron Device Letters 32 1098

  • [1]

    Liu N X, Wang H B, Liu J P, Niu N H, Han J, Shen G D 2006 Acta Phys. Sin. 55 1424 (in Chinese) [刘乃鑫, 王怀兵, 刘建平, 牛南辉, 韩军, 沈光地 2006 物理学报 55 1424]

    [2]

    Nakamura S, Mukai T, Senoh M 1994 Appl. Phys. Lett. 64 1687

    [3]

    Xu B, Yu Q X, Wu Q H, Liao Y, Wang G Z, Fang R C 2004 Acta Phys. Sin. 53 204 (in Chinese) [徐波, 余庆选, 吴气虹, 廖源, 王冠中, 方容川 2004 物理学报 53 204]

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    Krames M R, Ochiai-Holcomb M, Höfler G E, Carter-Coman C, Chen E I, Tao I H, Gillot P, Cardner N F, Chui H C, Huang J W, Stockman S A, Kish F A, Craford M G, Tan T S, Kaiot C P, Hueschen M, Posselt J, Loh B, Sasser G, Collins D 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2365

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    Wang L J, Zhang S M, Zhu J H, Zhu J J, Zhao D G, Liu Z S, Jiang D S, Wang Y T, Yang H 2010 Chin. Phys. B 19 017307

    [12]

    Kim M H, Schubert M F, Dai Q, Kim J K, Schubert E F, Piprek J, Park Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 183507

    [13]

    Wang C H, Lin D W, Lee C Y, Tsai M A, Chen G L, Kuo H T, Hsu W H, Kuo H C, Lu T C, Wang S C, Chi G C 2011 IEEE Electron Device Letters 32 1098

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-22
  • 修回日期:  2011-11-29
  • 刊出日期:  2012-07-05

GaN基高压直流发光二极管制备及其性能分析

  • 1. 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广州 510631;
  • 2. 鹤山丽得电子实业有限公司, 江门 529728
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60877069) 资助的课题

摘要: GaN基高压直流发光二极管工艺制备, 采用蓝宝石图形衬底(PSS) 外延片制备正梯形芯粒结构的GaN基高压直流LED.相对其他结构器件, 该结构器件发光效率最高, 封装白光后, 在色温4500 K, 驱动电流20 mA时, 光效116.06 lm/W, 对应电压50 V. 测试其I-V曲线表明, 开启电压为36 V, 对应驱动电流为1.5 mA; 在电流15 mA至50 mA时, 光功率随驱动电流增加近似于线性增加, 在此区域光效随电流增加而降低的幅度比较缓慢, 表明GaN基高压直流LED适宜于采用大电流密度驱动, 而不会出现驱动电流密度增加导致量子效率明显下降(efficiency droop), 为从芯片层面研究解决量子效率下降难题提供了一种新思路.

English Abstract

参考文献 (13)

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