导　　师： 李国强

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 未来的LED应用市场已经向大功率、超驱动化发展,传统的蓝宝石水平结构LED芯片因其固有的电流拥堵效应、散热差、电极挡光、价格昂贵等原因已经逐渐被垂直结构LED芯片所取代。反射镜工艺是垂直结构LED的关键核心工艺之一,在p-GaN表面制备高导电性、高反射金属,可以使垂直结构LED拥有单面出光、高光效等显著优势。反射镜金属普遍选用Ag因为Ag是蓝光波段反射率最高的金属。但是Ag存在黏附性差,功函数低(4.75e V),高温退火易团簇,易氧化等固有的特性,不能已单层的形式沉积在p-GaN上,因而人们采用各种各样的插入层,帽子层,或者采用金属合金化Ag的方式,解决Ag出现这些问题。通过这些方式,能够解决大部分问题,但是接触层的Ni存在吸光问题,Ag在含氧氛围中高温退火,产生的热应力会导致Ag的团簇和退化等问题悬而未决。因此本文的目标在于解决这些问题,并获得真正高反射率低接触阻并存的Ag反射镜,并取得阶段性成果。本文提出Ni/Ag/Ni三明治结构反射镜作为基线进行实验,并从如下三方面提升光电性能:首先,优化接触层:通过实验确定Ni纳米点接触层的最佳厚度为2?,最优粒径在100~120nm之间,此时Ni纳米点吸光最少,相应垂直结构LED芯片光输出功率达到梯度条件最高值;并在此基础上采用纯氧退火的方法制备NiO纳米点作为接触层,相应垂直芯片LOP进一步提升3.09%,接近极限条件Ni(0?)水平;同时,发现Ni颗粒氧化后粒径变小,高度变低,还原背底形貌,直观解释了其降低吸光的内在机理;其次,优化反射镜层:提出通过生长厚度调节Ag薄膜残余应力,抑制Ag薄膜团簇的机制;并在75nm的最佳厚度下获得-0.12GPa的最小残余应力和93%的最高反射率。使用该方法制备的垂直结构芯片在350mA工作电流下达到2.92V的超低工作电压和122lm/W的超高光效(白光封测)。同时,还在此基础上调节Ni/

关 键 词： 硅基垂直结构 反射镜 应力调控 纳米点 两步法

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