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倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片研究取得新進(jìn)展
——成果有望應(yīng)用于汽車照明和特種照明領(lǐng)域
2017年11月09日 14:10:36來源：武漢大學(xué)點(diǎn)擊量：33079
導(dǎo)讀動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院劉勝教授團(tuán)隊(duì)在率倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管(LED)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究成果在光學(xué)領(lǐng)域期刊Optics Express(《光學(xué)快報(bào)》)發(fā)表。
　　【中國安防展覽網(wǎng) 科技動(dòng)態(tài)】動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院劉勝教授團(tuán)隊(duì)在率倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管(LED)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究成果在光學(xué)領(lǐng)域期刊Optics Express(《光學(xué)快報(bào)》)發(fā)表。
 

 
　　論文題為Numerical and experimental investigation of GaN-based flip-chip light-emitting diodes with highly reflective Ag/TiW and ITO/DBR Ohmic Contacts(《率氮化鎵基倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究》)，作者為動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院副教授周圣軍，通訊作者為劉勝。
 
　　大功率倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片在汽車大燈、舞臺(tái)燈、投影儀和探照燈等以點(diǎn)光源、極高電流密度和光密度為特征的LED照明市場(chǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景。倒裝技術(shù)是三維封裝領(lǐng)域的核心技術(shù)，形成具有高反射率、低阻歐姆接觸的p型電極是高光效倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管(LED)芯片的關(guān)鍵技術(shù)。由于電子束蒸鍍Ag薄膜與p-GaN的粘接強(qiáng)度低、歐姆接觸電阻高，目前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界通過在Ag薄膜下面插入一層Ni薄膜增強(qiáng)粘附強(qiáng)度，降低歐姆接觸電阻，然而由于Ni對(duì)可見光具有強(qiáng)烈的吸收作用，導(dǎo)致Ni/Ag的反射率急劇下降，從而降低了倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片的發(fā)光效率。
 
　　為了解決這一困擾學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的難題，劉勝團(tuán)隊(duì)采用離子束濺射仿真制備Ag膜提高Ag與p-GaN的粘附強(qiáng)度，在氮?dú)夥諊?00℃高溫快速熱退火使純Ag薄膜與p-GaN形成低阻歐姆接觸。盡管通過離子束濺射和高溫?zé)嵬嘶鸸に嚱鉀Q了純Ag與p-GaN的粘結(jié)強(qiáng)度和歐姆接觸問題，然而高溫退火使純Ag薄膜發(fā)生團(tuán)簇，導(dǎo)致Ag膜反射率下降。通過大量實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)，在Ag薄膜上濺射一層TiW薄膜可以有效抑制高溫退火工藝中Ag膜發(fā)生的團(tuán)簇現(xiàn)象，從而獲得了具有高反射率、低阻歐姆接觸的p型電極Ag/TiW，并成功應(yīng)用于倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片中。
 
　　基于大電流密度LED 芯片特種照明技術(shù)的突破，有望明顯提升我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。劉勝團(tuán)隊(duì)基于漂移-擴(kuò)散方程、載流子連續(xù)性方程和熱傳輸理論，建立了超大電流密度的LED 芯片電-光-熱-可靠性分析模型，對(duì)倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，成功制備了以Ag/TiW為p型歐姆接觸的高光效、大電流密度倒裝LED，使芯片光輸出飽和電流提高到原來的兩倍。
 
　　該項(xiàng)研究課題得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助(U1501241)，研究成果有望在汽車照明和特種照明領(lǐng)域得到應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 ledled顯示屏led照明
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