LED表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

　　1 LED表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)

　　傳統(tǒng)的GaN基LED是利用化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)在560？C左右的藍(lán)寶石基底上分別沉積摻雜Si的n型GaN材料和摻雜Mg的p型GaN材料，兩種材料之間形成量子阱（MQW）。在p型GaN材料上再鍍上一層ITO膜（氧化銦錫），該金屬氧化物透明導(dǎo)電膜作為透明電極，其作用是增強(qiáng)電極出光亮度以及隔離芯片中發(fā)射的對(duì)人類有害的電子輻射、紫外線及遠(yuǎn)紅外線等［6］。LED的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　清華大學(xué)的張賢鵬等人［8］采用基于Cl2/Ar/BCl3氣體的感應(yīng)耦合等離子體（ICP）刻蝕技術(shù)制作了p-GaN表面具有直徑3μu03BCm、周期6μu03BCm的微結(jié)構(gòu)。該微結(jié)構(gòu)將GaN基藍(lán)光LED芯片的光熒光效果提高了42.8%%uFF0C并且在LED器件注入電流為20mA的情況下，將芯片正面出光效率提高了38%%uFF0C背面出光效率提高了10.6%%u3002

　　加州大學(xué)的Schnitzer等［7］對(duì)LED芯片進(jìn)行表面微結(jié)構(gòu)處理的做法是利用自然光刻法將LED芯片的出光表面做一個(gè)粗糙化處理，使得LED芯片的出光表面變得粗糙不均勻，粗糙化后的芯片結(jié)構(gòu)如圖2所示。如圖3所示，當(dāng)光波傳遞到不均勻表面時(shí)，由于粗糙表面的光散射，這樣，半導(dǎo)體內(nèi)更多的光可以傳播到空氣中。粗糙化的LED芯片其出光效率可以達(dá)到約16.8%%uFF0C而一般的環(huán)氧樹脂封裝LED的光取出效率非常低，僅能達(dá)到4%%u5DE6右［1］。粗糙化后的LED芯片結(jié)構(gòu)在SEM下掃描結(jié)果如圖4所示。

　　2 LED芯片表面雙層微結(jié)構(gòu)技術(shù)

　　LED芯片表面雙層結(jié)構(gòu)指的是在p型GaN半導(dǎo)體上出光表面和ITO透明導(dǎo)電電極的上表面各加工上一層微結(jié)構(gòu)。