本作品采用软件编程模拟出LED器件表面结构对出光效率的影响,通过对模拟数据的比较,设计出对侧面进行粗化,从而破坏光的全反射结构的新型高效率LED,其取光率相比无粗化的LED结构提高了
30% 。
本作品在制备LED的过程中,利用台面腐蚀法,将台面腐蚀光刻版由平行四方型结构改成边缘为锯齿状的四方型结构,从而得到了侧面粗糙化型的LED。
本作品可分为理论分析、实验室制备两部分。
理论分析部分以编程模拟数据为基础,采用蒙特卡罗方法,通过c++编程模拟,分析不同的侧面粗化角度和材料吸收系数对LED出光率的影响。以长350μm 宽350μm 高1μm的LED为例,在不考虑材料对光子的势垒等基础上,对一般的LED侧面进行了粗化,实现了LED功率的提高。
在实验室制备LED阶段中,当制备过程进行到LED的台面腐蚀时,将台面腐蚀光刻版由平行四方型结构改成边缘是锯齿状四方型结构。在制备LED的模板时,形成粗化的侧面。将光刻后的外延片从P型表面到N型GaN面刻蚀,形成台面结构,制成与台面高度相同的粗化结构,形成粗化的侧面,达到侧面粗化的效果。
在前面工作基础上,本作品将设计不同侧面粗化角度,进行实验室制备。在充分考虑生产成本的基础上,比较不同侧面角度制备出的LED出光效率,将制备出的侧面粗糙型LED与普通的LED在适用范围、出光效率、制作成本等方面比较,得出最佳的侧面粗化制备方案。
第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛三等奖
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