氮化镓基发光二极管产业化中的材料物理问题

第三代半导体氮化镓化合物半导体已成为蓝光发光二极管的主流材料，国际上的产业化已成规模，国内也有多家处于中试阶段，由于氮化镓基材料中有如此多的问题没有解决，材料制备设备，器件工艺也极需改进及优化，这既给了中国科研人员及工程技术人员一个机遇，也使他们面临着严峻的挑战。     

氮化镓基发光二极管结构中粗化 p型氮化镓层的新型生长方法

提出了一种新型p型氮化镓粗化外延生长方法,这种生长方法的本质特征是利用低温生长的p型氮化镓作为粗化层的"晶籽"层,然后在这一层的基础上高温快速生长p型氮化镓,使粗化程度得到放大. 经实际制作尺寸为12 mil×10 mil的蓝光发光二极管器件并进行验证测试,与未进行p型氮化镓粗化的结果相比,通过这种方法粗化的发光二极管光通量可提升45%;结果同时表明,该方法有效解决了低温生长p型氮化镓带来的漏电流大,及预通镁源带来的前置电压高的问题. 关键词： 粗化 氮化镓 p型氮化镓 发光二极管     

氮化镓基蓝光发光二极管伽马辐照的1/f噪声表征

通过电离辐照对氮化镓基蓝光发光二极管器件有源区光/暗电流产生机制的研究, 建立了电离辐照减小发光二极管有效输出功率电学模型.通过电离辐照对氮化镓基蓝光发光 二极管器件有源区1/f噪声影响机制的研究, 建立了电离辐照增大发光二极管1/f噪声的相关性模型.在I < 1 μA 的小注入区,空间电荷区的复合电流随辐照剂量的增加而增加. 同时, 随着电离辐照产生缺陷的增加, 1/f噪声幅度增大. 在 I> 1 mA 的大注入条件下, 由于串联电阻的影响占主导地位,表面复合速率和电流随辐照剂量的增加而增加.同时, 随着电离辐照产生缺陷的增加, 1/f噪声幅度增大.根据辐照前后电流电压试验结果噪声测试结论, 证实了实验结论与理论推导结果的一致性. 在1 μA < I < 5×10^-5 A 的中值电流情况下, 由于高能载流子散射相关的迁移率涨落与辐照新增缺陷引起的载流子数涨落竞争机制, 随着辐照剂量增大, 1/f噪声在频域变化没有明显规律. 但是, 通过1/f噪声时域多尺度熵复杂度分析方法, 得出随着辐照剂量增大, 1/f噪声时域多尺度熵复杂度的结果. 最终证实1/f噪声幅度可以敏感地反映小注入和大注入情况下氮化镓基蓝光发光二极管电离辐照的可靠性. 噪声幅值越大, 则说明辐照感应N_it越高, 暗电流相关的复合电流越大, 光电流相关的扩散电流比例减少, 使得器件发光效率、光输出功率等性能参数下降, 继而影响器件可靠性, 造成失效率显著增大. 1/f噪声时域多尺度熵复杂度可以敏感地反映中值电流情况下氮 化镓基蓝光发光二极管的电离辐照可靠性.多尺度熵复杂度越大, 则说明辐照感应越多, 复合电流越大,器件可靠性越差.本文结论提供了一种基于 1/f噪声的氮化镓基蓝光发光二极管电离辐照可靠性表征方法. 关键词： f噪声')" href="#">1/f噪声 电离辐照 氮化镓基蓝光发光二极管     

悬空车轮形氮化镓发光二极管（英文）

减少器件的界面损耗从而提升其发光性能一直是发光二极管领域一个重要的研究热点。本文采用标准半导体工艺在硅衬底上制备了GaN基车轮形发光器件。采用各向同性湿法蚀刻工艺将器件悬空,比较并研究了悬空对器件的性能,包括光强、半高宽、波长漂移、3 dB带宽等的影响。由于减小了光损耗,在悬空结构中腔效应更加明显,器件的电致发光和通信性能得到了提升。本研究对电驱动光源的制备和可见光通信具有重要意义。     

半导体照明发光二极管(LED)芯片制造技术及相关物理问题

以化合物半导体材料为发光元件的半导体固态照明正引发人类照明史上的又一次伟大革命.目前,局限半导体照明广泛应用的主要技术瓶颈有：出光效率(或外量子效率),单管最大可发光通量(或最大可工作功率),单位光通量的成本和发光二极管可正常使用寿命.文章综述和分析了与芯片发光效率(或外量子效率)和单芯最大可发光通量(或最大可工作功率) 相关的制造技术和相关物理问题.     

半导体材料的华丽家族—氮化镓基材料简介

GaN基氮化物材料已成功地用于制备蓝,绿,紫外光发光器件,日光盲紫外探测器以及高温,大功率微波电子器件,由于该材料具有大的禁带宽度,高的压电和热电系数,它们还有很强的其他应用潜力,诸如做非挥发存储器以及利用压电和热效应的电子器件等,在20世纪80年代末和90年代初,在GaN基氮化物材料的生长工艺上的突破引发了90年代GaN基器件,特别是光电子和高温,大功率微波器件方面的迅猛发展,文章评述了GaN基氮化物的材料特性,生长技术和相关器件应用。     

GaN基蓝光发光二极管正向电压温度特性研究

对GaN基蓝光发光二极管（LED）正向电压温度特性进行了研究,发现在温度较高时,正向电压随温度的变化系数逐渐减小,直至出现拐点,正向电压随温度的变化系数由负数变为正数.此时若继续升高温度,则正向电压随温度升高迅速增加,并常常伴随有器件失效的现象发生.在小电流情况下,这种现象不很明显,随着电流的增加,现象表现得越来越明显,拐点出现的温度也越来越低,而且温度超过拐点之后,正向电压值增加得更快.通过与相同封装的另一组器件测试结果对比,排除了封装材料玻璃转换温度的影响.分析认为,这一现象的出现是由器件等效串联电阻 关键词： 发光二极管 氮化镓 正向电压 温度系数     

p型氮化镓的低温生长及发光二极管器件的研究

采用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)在蓝宝石衬底上低温(870—980℃)生长p型氮化镓 (p-GaN).用Hall测试仪测量材料的电学性能，发现当温度低于900℃时，材料的电阻率较高 ；在900—980℃均可获得导电性能良好的p-GaN.另外，电导性能除与掺杂浓度有关，还与p- GaN生长条件有关，氮镓摩尔比过低导电性能就较差，过高则会引起表面粗糙.采用优化后的 p-GaN制作了绿光发光二极管器件，发现生长温度越低器件发光强度越高，反向电压也越高 ，但正向电压只是略有升高. 关键词： Ⅲ-Ⅴ族半导体 氮化镓 发光二极管 金属有机物化学气相淀积     

非晶态物理与软磁材料的产业化

由于非晶态材料具有独特的结构和优异的性能，其发现和发展对相关传统材料及其应用领域产生了巨大的冲击和深远的影响。从1960年首次发现非晶合金至今已有40余年，基础研究和应用开发均取得长足进展，特别是作为软磁材料的非晶合金带材已经实现了产业化，并获得了广泛应用。文章综述了非晶态物理方面的一些基本问题，以及非晶办磁合金的发展历史和产业化现状。     

固态照明光源的基石--氮化镓基白光发光二极管

首先回顾了照明光源的简单历史 ,然后介绍了发光二极管 (LED)发展到大功率白光LED的历史 ,接着简述了国内外发展现状 ,主要技术路线及其特点 .最后阐述了作者在这方面的研究工作进展状况 ,对其发展趋势提出了一些看法 .     

中微子的静止质量及其在物理学和宇宙学上的意义

简要地介绍了中微子的发现历史及其基本特性,着重介绍了Ｓｕｐｅｒ－Ｋａｍｉｏｋａｎｄｅ中微子天文台大气中微子实验和太阳中微子实验的基本原理及其最新实验结果,对中微子的静止质量在太阳中微子失踪问题、粒子物理学和宇宙学上的意义作了讨论,指出了与中微子静止质量相关的３个有待解决的问题。     

大学物理演示实验教学中存在的几个突出问题

本文结合调查和教学实践，论述了演示实验教学的重要性，指出了演示实验教学和管理中存在的几个突出问题，并提出了自己的一些看法．     

实验在物理学发展中的作用

本文详细地阐述了物理学史上实验的重大意义，以及实验对理论的引导。     

基于大学物理实验的虚拟仪器探讨

本文对虚拟仪器的历史进行了回顾,并对虚拟实验的发展阶段进行了概括。在实际调研的基础上,总结了虚拟物理实验的现状,说明了其发展方向。     

期权定价理论中的物理学

布朗运动理论是布莱克－舒尔斯期权定价理论的基础，这意味着现代金融工程需要物理学。现代金融学向定量科学发展是历史的必然，物理学进入金融业也是势在必行，但是，金融工程是一项大的综合性工程，物理模型只是它的一，且要走的路还很长，还有许多工作需要物理学家去做，特别是要用新的物理思想，构造出新的、实用的模型。     

GaInAsP/InP双异质结发光管材料的研究

用二相法液相外延生长了GaInAsP/InP双异质结材料。已制得用于光通讯的、小面积的、输出功率>1mW(工作电流100mA)的发光二极管。讨论了外延工艺和影响材料性质的因素。     

物理教学中演示实验的作用

在物理教学中准确、恰当地运用演示实验为学生学好物理学创设情境,起到激发学生学习物理的兴趣,加深对物理知识的理解,强化记忆,培养学生观察能力、分析问题、解决问题能力及良好的科学作风等方面的作用,收到良好的教学效果。     

超大规模集成电路的一些材料物理问题（Ⅱ）—尺寸缩小带来的巨大挑战

随着CMOS技术缩至100nm或更小，在CMOS器件结构，接触电阻以及大直径硅晶片等方面均遇到一些材料物理的巨大挑战。     

计算机辅助物理教学中存在的问题及对策

本对计算机辅助物理教学的现象进行了分析,指出了当前计算机辅助物理教学存在的问题,并从教师的素质、教学评价、教育理论等方面提出了解决问题的对策,以期正确发挥计算机辅助物理教学的作用,革新传统物理教学。