氮化镓（GaN）L ED 器件研制

  在蓝宝石衬底上外延生长的氮化镓（GaN）为原材料,可以通过华林科纳研制的湿法清洗设备进行光电化学湿法刻蚀、光化学湿法刻蚀、小球模板法刻蚀以及烘干、旋涂、提拉、蒸镀、沉积等半导体材料的工艺方法,初步实现了图形化可控刻蚀GaN的目的,并利用III-V族半导体的优势实现光致发光、光电流响应和表面增强拉曼散射等应用。

研究内容包括以下两个方面:

  1. 以300W氙灯为光源,通过光辅助电化学刻蚀的方法,利用离子液体作为刻蚀液,对GaN进行造孔,表面粗糙化的刻蚀。分析了1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐和1-乙基3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐这三种相同阳离子且不同阴离子基团的离子液体对GaN刻蚀形貌的影响,并分析了1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐,1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐,1-辛基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐这三种相同阴离子,不同阳离子基团的离子液体对GaN刻蚀形貌的影响。随后选用1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐作为刻蚀剂进行刻蚀电压和刻蚀时间的优化实验,并对晶格结构、化学键进行测试分析。

  2.GaN 基 L ED 器件微结构的首选。

  GaN 基 L ED 器件微结构的首选 。 但采用干法刻蚀制作 p2 GaN 表面微结构容易对 p2 GaN 造成损伤,导致器件电压上升。 最近本实验室经过研究 ,发现 ICP 干法刻蚀后进行湿法腐蚀 ,能减少甚至恢复由于 ICP 干法刻蚀造成的对器件电压的影响。 本文采用普通光刻制作二维微结构图形 ,采用高速 、非选择干法刻蚀技术制作 GaN 微结构 ,并利用湿法腐蚀恢复 ICP 刻蚀造成的损伤 ,采用 ITO 透明电极 ,在 20 mA 注入电流条件下 ,将 L ED 正面出光增强 38 %、背面出光增强10. 6 %的同时 ,将器件电压降低了 0. 60 V ,并且保持反向漏电特性不变 。

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