Effect of deep-level states on current–voltage characteristics and electroluminescence of blue and UV light-emitting diodes

Vertical Gallium Nitride Power Devices:Fabrication and Characterisation

Patterning of light-extraction nanostructureson sapphire substrates using nanoimprintand ICP etching with different maskingmaterials

Highly controllable ICP etching of GaAs based materials for grating fabrication

Staggered Quantum Wells Boost Yellow LED Efficiency

Dry etching technologies for reflective multilayer

Monitoring growth and antibiotic susceptibility of Escherichia coli with photoluminescence of GaAs/AlGaAs quantum well microstructures

Ge/SiGe asymmetric Fabry-Perot quantum well electroabsorption modulators

Nitride nanowire light-emitting diode

Patterning of light-extraction nanostructures on sapphire substrates using nanoimprint and ICP etching with different masking materials

Strain engineering for the solution of efficiency droop in InGaN/GaN light-emitting diodes

InAs Quantum-well Distributed Feedback Lasers Emitting at 2.3 µm for Gas Sensing Applications

Applied nanophotonics

Enhancement of light-extraction efficiency in AlGaInP light-emitting diodes usingevanescent wave coupling effect

Air-Hybrid Distributed Bragg Reflector Structure for Improving the Light Output Power in AlGaInP-Based LEDs

Effect of passivation layers on characteristics of AlGaInP ridgewaveguide laser diodes

Micro-LED芯片与CMOS芯片键合技术研究

GaSb 基芯片有望实现传感革命 - 化合物半导体

超高能效LED高质量外延与内量子效率提升技术研究

氮化镓LED衬底、外延、芯片绿色制造技术研究

High-efficiency AlGaInP/AlGaAs vertical-cavity surface-emitting lasers with 650 nm wavelength

ITO技術在四元ALGaINP LED 中的應用

濕式蝕刻製程提高LED光萃取效率之產能與良率

GaInP/AlGaInP材料體系的關聯光子對源，其特徵是，量子阱包括阱區和壘區，布拉格反射波導包括GaAs襯底，N型布拉格反射層，P型布拉格反射層，P型刻蝕阻擋層，P型GaAs保護層，下電極Au和上電極Au用來實現電注入激勵產生泵浦鐳射。具體結構是：1).下電極Au；2).N型GaAs襯底：摻雜類型為N型，摻雜元素為Si，厚度為500μm，摻雜濃度為2×1019cm-3；3).N型布拉格反射層：摻雜類型為N型，摻雜元素為Si，N型布拉格反射層由兩種材料交替構成，共6組，12層，Al0.95Ga0.05As厚度為199.5nm，下標0.95表示該三元化合物中AlAs的摩爾百分比為95％，下標0.05表示該三元化合物中GaAs的摩爾百分比為5％，以下的三元化合物下標含義依此類推；Al0.55Ga0.45As厚度為103.5nm；從下往上每一層的材料組分和摻雜濃度為：Al0.95Ga0.05As，2×1018cm-3；Al0.55Ga0.45As，1.82×1018cm-3；Al0.95Ga0.05As，1.65×1018cm-3；Al0.55Ga0.45As，1.48×1...

化合物半導體磊晶片在光電領域上之技術發展

New wavelength tuning strategy for realizing VCSEL wafers with highly uniform wavelength

Subwavelength grating as both emission mirror and electrical contact for VCSELs in any material system

高功率LED製程技術

GaN 激光器 - 化合物半导体

DBR對不同波長AlGaInP LED晶片發光強度的影響
LED亮度的影響因素：DBR對光的反射、MQW內量子效率以及出光層GaP這三個方面。主要研究成果如下：1.利用MOCVD的方法，設計了反射波長分別為570nm和625nm的DBR結構，生長不同發光波長的AlGaInP四元LED外延片樣品，並通過晶片工藝製成晶片，使用XRD、PL和晶片光電測試儀等表徵了外延片和晶片的性能。研究了紅光和黃綠光AlGaInP四元外延片的發光強度與DBR結構的關係。結果表明：紅光AlGaInPLED晶片的發光強度高於黃綠光，其主要原因是黃綠光有源區的內量子效率低和DBR結構減小反射率，從而導致較低的發光強度。2.利用MOCVD的方法，從壘厚度的變化、壘中Al組分的變化和不同Ⅴ/Ⅲ比三個方面研究了MQW結構對內量子效率的影響。3.利用MOCVD的方法，從Mg摻雜流量、Mg摻雜溫度、Mg摻雜的Ⅴ/Ⅲ比和升溫層厚度四個方面研究了GaP結構。第一，設計Mg摻雜流量分別為16cc、24cc和48cc，對生長後的外延片進行XRD和ECV檢測，結果表明，Mg摻雜流量為24cc時，GaP結構生長最好。 第二，設計Mg摻雜溫度分別為700℃、710℃、725℃，對生長後的外延片進行XRD和ECV檢測，結果表明，Mg摻雜溫度為710℃時，GaP結構生長最好。第三，設計Mg摻雜的Ⅴ/Ⅲ比分別為3和10，對生長後的外延片進行XRD和ECV檢測，結果表明，Mg摻雜Ⅴ/Ⅲ比10時，GaP結構生長最好。 第四，設計升溫層的厚度分別為120nm和80nm，對生長後的外延片進行XRD和ECV檢測，結果表明，升溫層厚度為120nm時，GaP結構生長最好。

金屬基板的AlGaInP紅光LED的製備及性能研究

红蓝混合灯可提高生菜的品质及产量

Increase Light Extraction Efficiency

将电源转换器件集成到LED芯片上

Light interaction in sapphire/MgF2/Al triple-layer omnidirectional reflectors in AlGaN-based near ultraviolet light-emitting diodes

Bringing The Inverter Onto The Chip

AlGaInP紅光LED的外延材料　　III-V族磷化物(AlxGa1-x)1-yInyP材料發光效率很高，從紅光(650 nm)到藍綠光(560 nm)，為直接帶隙發射。在此光譜內(AlxGa1-x)1-yInyP已經基本取代了內量子效率很低的間接帶隙材料GaP和GaAsP。
。目前紅光LED大多是在GaAs襯底上通過MOCVD和MBE生長(AlxGa1-x)0.5In0.5P。近年來，利用MOCVD的方法生產的AlGaInP LED外延片使得LED在性能上有了很大的改善。與早期的GaAsP LED相比，大功率AlGaInP LED的外延層結構更加複雜和精確。通常，完整的外延片結構包括生長一個頂部的視窗層、限制層，還可以選擇在GaAs襯底上生長布拉格反射層以反射射向GaAs襯底的光。目前常用的外延片結構活性層的設計多採用雙異質結或者是多量子阱結構，可以更好地限制電流的分佈。目前紅光LED採用的GaAs襯底儘管與AlGaInP有很好的晶格匹配，但是它對紅黃光的吸收嚴重，並且由於AlGaInP-GaAs系半導體折射係數n2=3∼3.5，光從內部射人折射率為n1的介質時臨界角為　　對於平滑的表面，光線的逃逸角θ<θc。由於半導體材料的自發性輻射是朝各個方向的，只有不超過4％的光可以從半導體內部射出。不能出射的光在LED結區轉換為熱能，提高了結溫，使晶格震動加劇，影響了內量子效率，也使紅光LED的壽命大打折扣，所以將產生的光有效地引出LED是當前GaAs基AlGaInP紅光LED研究的主要方向。幾乎所有大功率AlGaInP LED在設計時都要考慮消除GaAs襯底的吸收作用帶來的負面影響。

表面粗化結合增透膜技術和改變電極形狀等方法來提高A1GaInP紅光LED的光提取效率。改變P型電極形狀的研究,通過優化電極形狀獲得較為均勻分佈的電流,以此提高晶片的出光效率和提升產品品質。研究發現,在20mA電流下優化後的回字型電極(20μm)相比於現常用的插指型電極電壓下降了2%,光功率增加了19%,亮度(mcd)增加了13%。表面粗化的研究。經過實驗證實:使用濕法化學腐蝕的鋸齒狀小坑深度大約為2.3μm時,器件出光提高最多,達到29%。表面粗糙化對器件的壓降幾乎沒有任何影響。在20mA.下,尺寸為240*240m的表面粗化的紅光LED的光強提高了53%。增透膜技術結合粗糙表面的研究。本文試驗了在以粗化的表面再分別生長上ITO薄膜和SiOxNy薄膜兩種增透膜

反極性AlGaInP四元LED晶片的粗化方法,包括如下步驟:a)腐蝕掉GaAs襯底,並腐蝕掉外延生長的阻擋層GaInP;b)蒸鍍一層GeAu膜,光刻制得歐姆接觸電極圖形;c)去除正性光刻膠,制得N面歐姆接觸圖形;d)通過光刻制得粗化保護圖形;e)形成N型粗化層;f)對N型AlGaInP層進行濕法粗化,去除正性光刻膠,制得N型AlGaInP粗化表面.通過先將鍵合完成的AlGaInP四元LED晶片的襯底,阻擋層全部腐蝕去除,再在表面蒸鍍上一層GeAu膜作為N型歐姆接觸電極,再在表面製備粗化保護圖形,通過粗化保護圖形的作用將無粗化保護的N型AlGaInP層通過ICP刻蝕,濕法粗化的方式進行表面粗化處理,避免了反極性AlGaInP四元LED晶片粗化效果不穩定的問題,增加了出光效率,提升了晶片的品質.


倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，在临时基板的顶面依次形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层、窗口层构成的晶片；在窗口层上形成P电极；在P电极上覆盖一层粘合用胶，在粘合用胶上粘合一过渡基板；去除临时基板并将晶片倒置；采用激光划裂在晶片上形成切割道，切割道使晶片的每个侧面呈倾斜状；在切割道填充光刻胶，使光刻胶与晶片表面齐平；在光刻胶与晶片表面形成N电极；在N电极上形成永久基板；去除过渡基板及粘合用胶，并将晶片再次倒置；去除光刻胶并对晶片的底面进行切割，形成完整的单颗倒梯形LED芯粒。由于倾斜的侧面使得每一个出光面的可出光角度范围扩大，出光面积增加，可大大提升LED的出光效率。


Kyma Technologies與美國北卡羅來納州立大學的研究小組從c面GaN底板上切下m面，使其再生長，試製出了m面GaN底板。 此次的試製品通過使從GaN結晶（沿c軸方向生長）上切下的m面GaN底板再生長而實現。c軸方向和m軸方向的生長均利用了HVPE法。切下m面之後利用CMP進行了研磨。尺寸為4mm×8mm。位錯密度為106∼105cm-2級。
GaN結晶m面是一種非極性面。所謂非極性面是指與GaN結晶通常使用的c面互相垂直的面。GaN係LED、半導體鐳射器、高頻元件以及電源電路的開關元件等，通常使用GaN結晶的c面。使用非極性面的話，估計可以提高GaN係半導體元件的特性。比如，發光元件，有可能提高發光效率。

通過優化黃光LED量子阱的生長氣壓,P-AlGaN電子阻擋層的生長速率,量子壘層及阱前電子注入層的Si摻雜濃度,研究了不同生長條件下材料的結構特性和器件的光電性能。取得了以下研究成果:1.調控GaN基黃光LED量子阱的生長氣壓,研究了不同生長氣壓對量子阱結構特性以及光電性能的影響,確定了GaN基黃光LED量子阱的最佳生長氣壓。實驗結果表明,升高了量子阱生長氣壓後,阱中In組分稍有降低且均勻性更好,In團簇和N空位減少,晶體品質逐步提升,光學性能和電學性能有所提升。但是隨著氣壓增大阱壘間介面也會降低,對載流子的限制作用減弱,加劇電流droop效應。器件的EQE主要受到點缺陷的數目與阱壘介面品質兩方面的影響,75torr時生長的樣品,在20 A/cm~2左右的工作電流下獲得了最優性能。


小體積、高頻率及高功率的產品是近幾年來通訊市場的主要發展目標。目前通訊市場之應用領域可分為無線通訊與有線通訊兩大類，主要使用的頻率範圍由行動電話(0.9~1GHz)，到車用雷達(76GHz)等範圍，輸出功率的範圍則由0.1W~1000W不等。通訊系統的組成，包含使用者終端和基地台。在使用者終端，一般而言為手機(cell phone)，其產品所需功率較低。在基地台部份，包含訊號發射器與訊號接收器，需較高的操作功率。


氮化鋁(AIN) 是一種自然界中沒有的人工化合物，它的性質介於共用結合和離子結合之間。合成時，可以在氮氣流中以1800~1900'C的高溫加熱鋁磯 土和碳，或者也可以直接加熱氮化鋁粉。在生成的AIN 粉末中加入V2 03 、CaO 等燒結輔助劑，經過液相燒結，製成平板。由於這類添加物和殘留的氧屬於品粒邊界，因而其熱傳導率比理論值低，但比鋁要高出約一個數量級。AlN 基板容易和馬O3 、SiO2 、BaO 、SrO、CaO 以外的氧化物發生反應，尤其是厚膜上常用的PhO 、Bi2 03 、CuO 等。因此，在進行金屬噴鍍時要特別注意，必須使用AIN 專陽的厚膜塗漿。氮化鋁除了在熱傳導性面有優勢之外，它的熱膨脹係數比Al2 03 、BeO 基板還要接近Si; 機械強度也比Al2 03 、BeO 好;硬度比Al2 03 小，易於加工;因為可以常壓燒結，所以可以用於印製積層板的製作。但是，由於它在鹼性、高溫、高濕環境下欠缺化學穩定性，因而使用時還必須考慮到環境因素的影響。


旋寶好公司新開發的散熱片使用之短碳纖維，其熱傳導性最高可達到約550WmK，熱傳導性超過銀及銅的最高水準。至於該材料的熱膨脹率則與陶瓷材料差不多，除具有補強效果外，還有優異的電傳導性，可賦予防止帶電及遮蔽電波的機能


對AIN陶瓷基板進行了減壓直流等離子體噴塗鍍AI，在基板表面形成厚度約2μｍ的金屬AI薄層，實現了AI與AIN的良好接合．對原基板和鍍 Ａｌ後的基板進行了氧化處理，並以兩塊基板的處理面相對．中間夾以純 Cu片，在 1.3 x 10-3 pa的真空中 1356k條件下進行了接合、探討了基板處理條件對其與金屬 Cu的接合性能的影響．結果表明．在AIN基板上噴塗 AI後、經過1173k空氣中 24h處理、在基板表面形成了均勻且與基體附著良好的 Al2 03層、可以有效地改善 Cu與AIN基板的接合性能

散熱的改良對LED發展有關鍵的地位，也深深影響是否能提高LED在各產品的滲透率。散熱不佳會造成幾個嚴重的現象，首先會造成波長的改變，例如從450nm的藍光變成480nm的藍綠色。其次會造成亮度降低（因為LED內部量子轉換效率被降低），最後還會影響產品可靠性（因為熱會降低封裝材料壽命）。因此散熱效果的好壞嚴重影響LED的滲透比率。在改善散熱的部分，共有兩個方向可努力。首先可朝封裝方式著手，像Lumileds利用覆晶封裝(Flip Chip)技術提高整體模組散熱性。另外的方法是加裝散熱裝置，例如使用不同材料之散熱基板（金屬基板、陶瓷基板、複合式基板）


日本國內廠商首次推出直徑100mm的SiC晶圓產品。該尺寸是量產元件時使用的最小尺寸，因此，此次實現產品化“將成為加快SiC晶圓元件量產步伐的原動力”。 Cree計劃09年∼2010年推出的直徑6（150mm）的晶圓產品，“將於2011年開始樣品供貨”。另外，新日鐵此次推出的直徑50∼100mm的晶圓產品均為沒有形成外延膜（Epitaxial Film）的普通晶圓（Bulk Wafer）。關於事先形成外延膜的外延晶圓（Epitaxial wafer），“已經擁有製造設備，目前正在探討當業務需求增高時如何實現業務化的問題”


利用AlGaN/GaN HEMT所製作的系統擁有許多的優點，在功率部份轉換上小元件提供高阻抗匹配；在高偏壓操作上，有效減少偏壓轉換所需能量，提高了效率，(i.e)一般無線通訊基地台操作電壓為28V，使用AlGaN/GaN HEMT元件能夠輕易的使電壓提升42V。

四元發光二極體晶片p面採用高透過率導電膜ITO代替Au/AuBe/Au與表層帶有C元素重摻雜層的GaP視窗層形成良好的歐姆接觸,同時嚴格控制ITO膜的厚度,使之實現良好的電流擴展的同時,將介面反射率降到最低來形成增透作用,極大提高了外量子效率,使晶片裸芯亮度提高10‑20%。p面焊線電極採用以金屬Al為主的純Al或表面包金電極,同時晶片N面採用含金屬Ge的非金材料代替Au/AuGe/Au。此四元二極體製作方法至少減少晶片制程黃金消耗90%,可有效地大幅降低成本。，其結構由下至上依次為：n型歐姆接觸電極、GaAs基板、緩衝層、分佈布拉格反射鏡DBR、n型限制層、有源層、p型限制層、GaP視窗層、表面C元素重摻雜GaP層、p型歐姆接觸層、p面焊線電極，其特徵在於GaP視窗層最表面採用C元素進行p型重摻雜，摻雜濃度大於1x10<Sup>19</Sup> cm<Sup>-3</Sup>，厚度800-1000nm。


DCB是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(AL2Q3)或氮化鋁(ALN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝方法。所製成的超薄複合基板具有優良電絕緣性能，高導熱特性，優異的軟釺焊性和高的附著強度，並可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力

LED封裝用陶瓷材料分成氧化鋁與氮化鋁，氧化鋁的熱傳導率是環氧樹脂的55倍，氮化鋁則是環氧樹脂的400倍，因此目前高功率LED封裝用基板大多使用熱傳導率為200W/mK的鋁，或是熱傳導率為400W/mK的銅質金屬封裝基板。


防衛雷達與無限通訊系統對於提高性能有強烈要求，特別是可在1~40GHz微波功率範圍內操作的高功率、高頻率、高線性與低成本的單石功率放大器。過去三年來所發表的結果，包括在高崩潰電場、高電子遷移率、高飽和載子速度等方面，都顯示GaAlN/GaN作為高功率元件的潛力。高崩潰電場允許在高電壓下操作，也表示在相同功率下，多電晶體功率放大器可以達到較高的匹配阻抗與較低的功率再結合損耗，以及在較簡單的線路中得到較高的能量效率。這項材料所固有的的高熱穩定性允許在較高溫度下操作，使得高功率放大器在封裝時不需嚴格且昂貴的熱管理方案。然而，高溫操作的代價是微波表現的降低(即增益，輸出功率)。


GaAlN/GaN HEMT的分子束磊晶成長磊晶成長製程利用氨氣作為氮來源的氣源MBE，Picogiga已經發展出具重複性的GaN-on-Si成長製程。使用高電阻(high-resistance, HR)矽基板的好處來自於其晶體品質，基板面積大成本低，高電阻特性，以及有關表面處理的完整知識。在高電阻矽表面(111)初期成長階段的可重複性，使得GaN晶體品質的再現成為可能。


1981 年，日本名古屋大學赤崎（Akasaki）教授才成功研製ＰＮ接面的氮化鎵發光二極體，其Ｐ型氮化鎵是以有機金屬的二環戊基鎂為摻雜鎂的來源，其成長完的薄膜，必須再經過低能量電子束照射，使鎂原子活化，才可以得到Ｐ型的氮化鎵薄膜。再加上他使用氮化鋁為緩衝層，成長於藍寶石基板上，由此得到第一顆亮度為 10 微燭光的ＰＮ接面氮化鎵發光二極體。


日亞化學公司的中村（Nakamura）博士在 1989 年才開始進行氮化鎵之研究，率先以獨創的兩流路法之有機金屬氣相沈積反應器來成長高品質的氮化鎵薄膜。他先用低溫成長氮化鎵薄膜為緩衝層，並以二環戊基鎂為Ｐ型摻雜之來源，將剛成長出的鎂摻雜氮化鎵薄膜經直接熱處理，而不採用赤崎教授所用的低能量電子束照射方法，在 1991  年 3 月即研製出第一顆ＰＮ同質接面的發光二極體。後來又成功成長氮化銦鎵薄膜，在 1992  年 12 月成長出高功率雙異質接面氮化鎵發光二極體，接著試成長單量子井結構及多量子井結構的發光二極體，以氮化鋁鎵或氮化鎵為局限層，在 1994 年及 1995  年，陸續發表亮度 12 燭光之藍綠光及綠光發光二極體，且在 1996  年宣布大量出售藍綠光之發光二極體。


由中村博士之研究歷程可知，研發成功的緩衝層、Ｐ型層、氮化銦鎵主動層、及歐姆性接觸等技術為藍色發光二極體向產業邁進一大步的重要因素。而其結構先由同質ＰＮ接面，再演進異質接面（甚至雙異質接面），最後演進至單量子井及多量子井結構。


The new nano-LEDs have a unique structure that consists of 40-nm-thick nanodisks sandwiched between two layers of nanorods, resulting in a nanodisk-in-nanorod geometry. The nanodisks are made of indium gallium nitride (InGaN), a semiconducting material that is widely used in LEDs and solar cells, while the nanorods are made of gallium nitride (GaN). However, InGaN LEDs capable of emitting light of the entire visible spectrum have not been achieved until now.