氮化镓基发光二极管芯片设计与制造

本书基于作者多年从事LED芯片设计与制造技术研发和产业化的经验，详细介绍了提高水平结构LED芯片、倒装结构LED芯片和高压LED芯片外量子效率的设计与制造技术。采用微加工技术在水平结构LED芯片的正面、底面和侧面集成微纳光学结构，提高其发光效率。采用高反射率、低阻P型欧姆接触电极和通孔接触式N型电极提高倒装结构LED芯片发光效率

第1章 绪论
1.1 LED发展历史
1.2 LED国内外研究现状
1.2.1 LED外延生长技术与衬底材料
1.2.2 LED芯片结构研究现状
1.2.3 LED芯片光提取效率研究现状
参考文献
第2章 LED基本原理
2.1 LED工作原理
2.2 辐射复合与非辐射复合
2.3 内量子效率与外量子效率
2.3.1 内量子效率
2.3.2 光提取效率
2.3.3 外量子效率
2.4 LED的特性参数
2.4.1 LED的光学参数
2.4.2 LED的色度学参数
2.4.3 LED的电学参数
2.4.4 LED的热学参数
2.5 欧姆接触电极
2.5.1 欧姆接触简介
2.5.2 欧姆接触原理
2.5.3 欧姆接触的测量
2.5.4 金属与p-AlGaN和p-GaN接触特性
2.6 极化电场与量子斯塔克效应
2.6.1 InN、GaN和AlN的晶体结构和极性
2.6.2 自发极化与压电极化
2.6.3 量子斯塔克效应
参考文献
第3章 LED外延结构设计与材料生长
3.1 Ⅲ族氮化物晶体结构
3.2 GaN外延测试分析与表征手段
3.2.1 原子力显微镜
3.2.2 扫描电子显微镜
3.2.3 透射电子显微镜
3.2.4 光致发光
3.2.5 电致发光
3.2.6 阴极荧光
3.2.7 霍尔测试
3.2.8 拉曼散射
3.2.9 高分辨X射线衍射
3.3 GaN基LED外延生长
3.3.1 薄膜生长模式
3.3.2 MOCVD两步法生长GaN
3.3.3 GaN基蓝光LED
3.3.4 GaN基绿光LED
3.3.5 GaN基紫外LED
参考文献
第4章 LED芯片制造工艺
4.1 光刻工艺
4.1.1 LED外延片清洗
4.1.2 涂胶
4.1.3 软烘
4.1.4 曝光和显影
4.2 刻蚀工艺
4.2.1 蓝宝石衬底的刻蚀
4.2.2 ITO材料的刻蚀
4.2.3 SiO2材料的沉积与刻蚀
4.2.4 GaN材料的刻蚀
4.2.5 ICP工艺参数对GaN刻蚀影响
4.3 薄膜淀积与退火工艺
4.4 蓝宝石衬底背减薄和抛光工艺
4.4.1 工艺流程
4.4.2 工艺优化
4.5 蓝宝石衬底剥离技术
4.5.1 激光剥离技术
4.5.2 化学剥离技术
4.5.3 机械剥离技术
4.5.4 复合剥离技术
4.6 工艺集成
参考文献
第5章 LED芯片电流扩展特性
5.1 电流聚集效应
5.1.1 电流扩展路径
5.1.2 电流扩展模型
5.1.3 电流聚集效应对LED芯片光提取效率的影响
5.2 电-热耦合仿真模型
5.2.1 LED芯片有源区一维特性
5.2.2 LED芯片三维电流扩展特性
5.2.3 LED芯片中热的产生和传递
5.3 电流扩展仿真分析
5.3.1 SlimuLED软件介绍
5.3.2 蓝光LED芯片电流扩展仿真
5.3.3 紫外LED芯片电流扩展仿真
参考文献
第6章 高效率水平结构LED芯片
6.1 蓝宝石图形衬底技术
6.2 侧壁空气间隙结构
6.3 侧壁波浪状微结构
6.4 图形化ITO
6.5 电流阻挡层
6.6 图形化电流阻挡层
6.7 低光损失电极结构
6.8 金属线网格透明导电电极
6.9 底部反射镜
参考文献
第7章 倒装结构LED芯片
7.1 倒装LED芯片电极结构优化设计
7.1.1 倒装LED芯片电极结构
7.1.2 倒装LED芯片电流扩展仿真
7.2 高反射率低阻p型欧姆接触电极
7.2.1 Ni/Ag
7.2.2 ITO/DBR
7.2.3 Ni/Ag和ITO/DBR对比
7.2.4 Ag/TiW和ITO/DBR对比
参考文献
第8章 高压LED芯片
8.1 高压直流LED芯片
8.1.1 高压直流LED工作原理
8.1.2 LED单胞阵列布局方式优化设计
8.1.3 LED单胞间光子耦合传播机制
8.2 高压交流LED芯片
8.2.1 高压交流LED工作原理
8.2.2 惠斯通电桥结构高压交流LED芯片
8.3 高压直流/交流LED芯片光电性能
参考文献
第9章 LED芯片失效机理与可靠性分析
9.1 位错对LED芯片可靠性的影响
9.2 结温对大功率LED芯片光衰的影响
9.3 LED芯片正向/反向漏电流
9.3.1 LED芯片漏电流简介
9.3.2 LED芯片正向漏电流产生机理
9.3.3 LED芯片反向漏电流产生机理
9.3.4 反向漏电流与LED可靠性
9.3.5 加速寿命试验
9.4 p-GaN粗化与电极焊盘色差
参考文献
第10章 新型LED器件
10.1 Micro-LED芯片
10.2 纳米柱LED
10.3 偏振光LED
10.4 半极性/非极性LED
参考文献