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基于LED应用的分布布拉格反射器

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  1 导言

  根据散布布拉格反射器(distributed Braggreflector,DBR) 的发光二极管(LED)器材,有利于进步LED 的出光功率和发光亮度,所以散布DBR 在LED 器材中的使用研讨导致大家的注重,特别是GaAs 和Si 基片的LED 器材。本文从资料系统、构造规划和下降串电阻办法等3 个方面临DBR 在LED 器材中的研讨状况作具体回顾,并展望其发展方向。

  2 DBR 构造

  DBR 是由多层交替的高折射率和低折射率资料组成的周期构造,每层资料的光学厚度为中间反射波长的1/4。使用于LED 器材的传统DBR 构造,通常记为n0/[HLHL…HL]/ns,这儿n0、ns 分别为LED 的约束层介质折射率、基片折射率,如图1 所示。由光学薄膜理论知,DBR 光谱反射率和半峰宽都随其资料折射率差的增大而增大,所以要想取得较好的DBR 反射光谱,大概使其资料折射率差尽可能大。


  3 DBR 研讨状况

  当前,使用于LED 器材的DBR 首要选用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)办法成长取得,因为DBR 构造层能够与LED 器材层一同成长完结,所以制备技能相对简略。1982 年,Burnham等提出把DBR 引进LED 器材来进步LED 发光功率的思想。1984 年,Thornton 等初次用MOCVD 技能成长出高质量DBR构造。但直到1991 年,Kato 等[9]才把DBR 使用到红外LED,改进了LED 出光功率。1992 年,Sugawara 和Itaya 等[10,11]把DBR引进到橙、绿色的AlGaInP LED,取得了高亮度LED 器材。


       1995年,Thomas 等往红光LED 器材引进AlGaAs/AlAs DBR,结果LED 的输出功率得到较大进步。2000 年,Nakada 等 把GaN/AlGaN DBR 使用到蓝光AlGaInNLED。随后,Wang 等把AlxGa1-xN/AlyGa1 -yN DBR 使用到紫光AlGaInN LED。我国用MOCVD 法对DBR 展开研讨工作相对较晚,1994 年,童玉珍等用MOCVD法成长出20.5 周期红外AlGaAs/GaAs DBR 构造。1998 年,王国宏等把Al0.5Ga0.5As/AlAs DBR 使用到双异质结AlGaInP 橙黄色LED 中,取得1cd 亮度的LED 器材。2000 年,关兴国等用MOCVD 法成长了使用于红光LED 的AlAs/GaAs DBR。近来,姬小利等[18]成长了可使用于蓝光GaN 基LED 的Al0.3Ga0.7N/GaN 和GaN/AlGaN 资料的DBR 构造。


  3.1 资料系统

  当前,根据LED 使用的DBR资料系统首要有AlGaAs DBR、AlGaInN DBR 和AlOy DBR 等。其间AlGaAs DBR 和AlOy DBR首要使用于可见光AlGaInP LED和红外光AlGaAs LED,而AlGaInN DBR 首要使用于GaN基LED 器材。

  3.1.1 AlGaAs 资料DBR

  因为AlGaAs 资料的晶格常数与GaAs 基片相匹配,外延AlGaAs DBR 简单契合规划要求,所以该DBR 资料很早就受到注重。1976 年,Tsang 等[19]就成长了AlGaAs 资料DBR。AlGaAs 资料DBR 构造首要有AlAs/GaAs、AlxGa1-x As/GaAs和AlxGa1-xAs/AlAs 等组合。其间AlAs/GaAs DBR 有较大的资料折射率差,用较少资料层就能使DBR 有很高光谱反射率。但GaAs资料对可见光有强吸收性,故AlAs/GaAs 资料DBR 多用于红外波段的LED 器材中。而关于红、橙、黄光LED,当前多选用AlxGa1-xAs/AlAs 资料DBR,但因为该DBR 资料折射率差较小,需求成长较多DBR 资料层才能进步DBR 光谱反射率,且只能取得半峰全宽小的DBR 反射光谱。

  3.1.2 AlGaInN 资料DBR

  近来几年,AlGaInN 资料DBR 备受注重。当前用于LED 的AlGaInN 资料DBR 构造首要有AlN/GaN、AlxGa1-xN/GaN、AlxGa1-xN/AlN、AlxGa1 -x N/AlyGa1 -yN 和AlInN/GaN。文献[20]指出,AlN 与GaN 资料有2.5%的失配。Feuillet等也指出:在GaN 资料上外延AlN 膜简单倾向二维形式成长。


文章由澳镭照明电器整理发布,澳镭照明官方网站:www.aooled.com

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