研究目的
提出一种以AgCu合金层为反射层的Ag反射器,作为高功率倒装芯片和垂直发光二极管(LED)的热可靠性反射器,在退火后实现更高的反射率和更低的接触电阻。
研究成果
经500°C退火处理的合金化AgCu/Ag反射器实现了78%的高反射率和7.0×10?? Ω·cm2的低接触电阻,其配套LED相比沉积态反射器具有更低的正向偏压和23%更高的光输出功率,使其成为适用于高效倒装或垂直LED的可靠热反射器。
研究不足
该研究仅限于特定的银和铜层厚度及退火条件;更高温度(例如600°C)会导致空洞区域增加并降低性能。该方法可能并非适用于所有LED结构或工业可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
该研究通过电子束蒸发器在氮化镓基LED上沉积银(Ag)和铜(Cu)层,并在不同温度(300°C、400°C、500°C、600°C)的氧气环境中退火形成AgCu合金和CuO纳米点,从而制备合金化AgCu/Ag反射器。该设计旨在抑制银团聚并改善光学与电学性能。
2:样品选择与数据来源:
使用由蓝宝石衬底上的p型GaN、InGaN多量子阱(MQWs)、n型GaN及非掺杂GaN组成的LED。制备了两组不同银层厚度(30纳米和50纳米)的样品,在其上沉积1纳米铜层和150纳米银层。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于沉积的电子束蒸发器、退火炉、用于表面分析的扫描电子显微镜(SEM)、用于反射率测量的紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、用于电学表征的参数分析仪(KEITHLEY-2420源表)以及用于光输出测量的Newport 1930C功率计。材料包括银(Ag)、铜(Cu)、钛(Ti)、铝(Al)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)及蓝宝石衬底。
4:实验流程与操作步骤:
对LED进行刻蚀以暴露n型GaN,将n电极(Ti/Al)在550°C下退火,沉积Ag/Cu/Ag多层膜,将样品在指定温度下退火,并利用SEM、UV-Vis、I-V及L-I测量分析其结构、光学及电学性能。
5:数据分析方法:
利用初始沉积的银层校准反射率,采用圆形传输线模型(CTLM)图案测量接触电阻,并通过数据分析比较不同退火温度下的性能表现。
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ultraviolet-visible spectrophotometer
Agilent Cary 300 Bio UV-Vis
Agilent
Used to measure the reflectance of the Ag and alloyed AgCu/Ag reflector.
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parameter analyzer
KEITHLEY-2420 sourcemeter
KEITHLEY
Used to study the electric characteristics of the LED devices.
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e-beam evaporator
Used for depositing Ag and Cu layers on the LEDs.
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scanning electron microscopy
Used to investigate the evolution of the surfaces of the layers.
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powermeter
Newport 1930C
Newport
Used to measure the light output power–injection current characteristics.
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