由激光剥离技术转移到Cu衬底上的薄膜GaN基LED器件特性分析 - 图文

第十五詹全田化合物半导体、稍ｔ波器件和光电器件掌术’分议广州’０８ＷＥＤ?ＧａＮ—Ｃ０５由激光剥离技术转移到Ｃｕ衬底上的薄膜ＧａＮ基ＬＥＤ器件特性分析孙永健，陈志忠，齐胜利，于彤军，康香宁，刘鹏，张国义木ＣＩＩ：京大学物理学院介观物理实验室，北京。１００８７１，Ｅ?Ｍａｉｌ：ｇｙｚｈａｎｇ＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｅｎ）朱广敏，潘尧波，陈诚，李仕涛，颜建峰，郝茂盛（上海蓝光科技有限公司，上海，２００１２０）辅要：基于蓝宝石衬底的Ｇａｉｎ基ＬＥＤ（ｃ．ＬＥＤ），以及由激光剥离技术（ＬＬ，ｏ）制作的摹于Ｃｕ衬底的相同电学结构的薄膜ＧａＮ基ＬＥＤ（ＬＬＯ—ＬＥＤ）被制备出来。通过研究发现，经过激光剥离过程后，器件的反向漏电流明显的增加了。相应的，其等效并联电阻下降了近２个数量级。通过对变温１．ｖ曲线的分析。反向偏压下隧穿漏电机制的丰导地位被发现并证实，而激光剥离前后样品腐蚀后的ＡＦＭ照片显示缺陷密度没有明显改变，因此，隧穿机制的增加是由ｊ：激光剥离过程激发了更多缺陷的隧穿活性。然而，蓝宅石衬底ＬＥＤ以及激光剥离薄膜Ｃｕ衬底ＬＥＤ的相似的理想因了和等效串联电阻告诉我们激光剥离过程并未对器件的正向电学特性造成大的伤害，因此，高质量高功率的激光剥离ＬＥＤ器件是可以期待的。对Ｌ．Ｉ曲线的分析显示激光剥离过程引入了更多的非辐射复合中心，但是，激光剥离菏膜Ｃｕ衬底ＬＥＤ器件在大电流注入下仍然有有着超出常规器件的表现。在３００ｍＡ注入电流内，激光剥离薄膜Ｃｕ衬底ＬＥＤ展示的最大光功率是蓝宝石衬底ＧａＮ基ＬＥＤ的１．８倍，饱和电流超过２．５倍。这些结果显示，激光剥离Ｃｕ衬底ＬＥＤ仍然是高功率高亮ＬＥＤ的首选方案。关键词：ＧａＮ，ＬＥＤ，激光剥离。漏电流中图分类号：文献标识码；文章编号；ＴｈｅｔｈｉｎｆｉｌｍＧａＮ——ｂａｓｅｄＬＥＤｓｌａｓｅｒＹｏｎｇｊｉａｎＳｕｎ，ＴｏｎｇｊｕｎＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙ１ｉｆｔｏｆｆｏｎＹｕ，ＺｈｉｚｈｏｎｇＣｈｅｎ，ＳｈｅｎｇｌｉＱｉ，ＸｉｎｇｎｉｎｇＫａｎｇ，ＰｅｎｇＬｉｕ，ＧｕｏｙｉＺｈａｎｇ木（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＰｅｋｉｎｇｏｆＡｒｔｉｆｉｅｆⅡｆＭｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｓｏｓｃｏｐｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１．Ｐｅｏｐｌｅ§ＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａ）ＧｕａｎｇｍｉｎＺｈｕ，ＹａｏｂｏＰａｎ，ＣｈｅｎｇＣｈｅｎ，ＳｈｉｔａｏＬｉ，ＪｉａｎｆｅｎｇＹａｎ，ＭａｏｓｈｅｎｇＨａｏ（ＥｐｉｌｉｇｈｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１２０，Ｐｅｏｐｌｅ＂ｓＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＧａＮ—ｂａｓｅｄｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ（ＬＥＤｓ）Ｏｉｌｈａｖｅｓａｐｐｈｉｒｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄｌａｓｅｒｌｉｆｔ－ｏｆｆ（ＬＬＯ）ｌａｔｅｒａｌａｒｅｃｕｒｒｅｎｔＬＬＯｓｔｒｕｃｔｕｒｅＧａＮＬＥＤｔｈｉｎｆｉｌｍｃｈｉｐｓｏｎＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｉａｓｌｅａｋａｇｅｂｅｅｎｆａｂｒｉｃａｔｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔａｆｔｅｒｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｒｅｖｅｒｓｅｃｕｒｒｅｎｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｐａｒａｌｌｅｌｒｅｖｅｒｓｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｄｅｃｒｅａｓｅｓ２ｏｒｄｅｒｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｆｒｏｍｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌ—ＶＬＥＤｓｃｕｒｖｅｓｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｕｎｎｅｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｄｏｍｉｎａｔｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｂｉａｓｉｓｃｏｎｆｗｍｅｄ．ＴｈｅＡＦＭｉｍａｇｅａｆｔｅｒｔｈｅＬＬＯｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄＬＬＯＬＥＤｓａｆｔｅｒｅｔｃｈｅｄｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｆｅｃｔｄｅｎｓｉｔｙｈａｓｏｆｎｏｏｂｖｉｏｕｓｌｙｃｈａｎｇｅｓｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｒｅｂｙ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｏｆｔｕｎｎｅｌｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｆａｃｔｏｒｓｓｈｏｕｌｄｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓ’ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ０１１ａｃｔｉｖｉｔｙａｆｔｅｒｔｈｅＬＬＯＬＥＤｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＷｈｅｒｅａｓｓｉｍｉｌａｒｉｄｅａｌｉｔｙａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｅｒｉｅｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅＬＬＯ—ＬＥＤｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｔＣｕａｎｄｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＬ－ＩｓａｐｐｈｉｒｅｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅＬＬＯｐｒｏｃｅｓｓｄｏｅｓｎｏｔｍｕｃｈｄａｍａｇｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｆｏｒｗａｒｄｂｉａｓ．ＴｈｅｃｕｒｖｅｓｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｔｈｅＬＬＯｐｏｒｃｅｓｓｉｎｄｕｃｅｓｍｏｌｅｔｉｍｅｓｇｏｏｄｎｏｎｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒＬＬＯ－ＬＥＤｓｓｈｏｗｓｕｐｅｒｉｏｒ２．５ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｎｄｅｒｌａｒｇｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔ．ＴｈｅＬＬＯ—ＬＥＤｓｈａｖｅ１．８ＬＥＤｓｇｒｅａｔｅｒｍａｘｉｍｕｍａｎｄｈｉｇｈｅｒｃｕｒｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｔｈａｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗｉｔｈｉｎ３００ｍＡｆｏｒｔｈｅ９２第十五属全田化。分物半导俸、微波器件和光电器件学术会议ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣｕ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧａＮ，ＬＥＤ，ＬａｓｅｒＬｉｆｔｏ正ｌｅａｋａｇｅｏｌｒｒｅｎｔ１引言ＧａＮ基半导体发光二极管（ＬＥＤ）的研片结构如图ｌ（ａ）所示，其制作过程，首先通过诱导离子干法刻蚀（ＩＣＰ）的方法将外延片Ｎ区刻蚀，然后分别沉积Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ和ＩＴＯ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ作为Ｎ型欧姆接触电极和Ｐ型欧姆接触电极。ＬＬＯ．ＬＥＤ的结构如图ｌ（ｂ）所示，其制作过程包括，首先用胶体将蓝宝究已经取得了飞速的发展并且在逐步实现产业化生产。蓝宝石是最常用的ＧａＮ基外延片的外延衬底，但是由于蓝宝石的非常差的导热及导电特性，严重的限制了ＬＥＤ器件的性能进一步提高，尤其是在高功率高亮ＬＥＤ领域。１９９６年，一种可以将ＧａＮ外延薄膜从蓝宝石衬底完整剥离并近无损的转移到Ｃｕ或Ｓｉ衬底上的紫外激光剥离技术被发明出来，并取得了广泛的关注［１．４］。由于Ｃｕ和Ｓｉ的良好的热电导率，激光剁离ＬＥＤ（ＬＬＯ．ＬＥＤ）相较蓝宝石衬底得ＬＥＤ显示了更高的饱和电流，因而成为了高功率ＬＥＤ的首选备选方案耐ＩＲｔＪｋｕ’、Ｌ１｝ｔ？“删．ｃｒ～’Ｌ１Ｉ‘？帆舢掣罐三三毡嘲＿．．乍三三三三蛔巨翠Ｉ?帅ｌ黜罐三三毡Ｍｏｗ＿｜呻三三三三蛔ｌ“．１斟图１．（ａ＞ｃ．ＬＥＤ的结构示惹图（ｂ）ＬＬＯ－ＬＥＤ的结构尔意图Ｆｉｇｕｒｅ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆ（ａ）Ｃ—ＬＥＤｓ（ｂ）ＬＬＯ－ＬＥＤｓ［５，６】。一些研究组纷纷报道了由激光剁离技术制备的Ｃｕ或ｓｉ衬底ＬＥＤ器件的性质［５，７，８１，但是，激光剥离过程中所引入的材料本身的瞬时高温以及应力释放现象并没有受到广泛关注【９】，其带来的对器件电学及光学特性的影响也往往被忽视，尽管这一研究对于激光剥离ＬＥＤ器件的表现及发展尤为重要。在本文中，作为对比，传统结构的蓝宝石衬底ＧａＮ基ＬＥＤ（Ｃ．ＬＥＤ）以及相同电学结构激光剥离Ｃｕ衬底薄膜ＬＥＤ（ＬＬＯ．ＬＥＤ）器件被分别制备出来，他们的电光学特性也石衬底的正常ＬＥＤ芯片粘结在玻璃上，然后通过激光剥离过程去除蓝宝石衬底。波长为２４８ｎｍ，脉宽为２８ｎｓ，脉冲能最为４００ｍＪ／ｃｍ２的ＫｒＦ气体激发激光被从ＬＥＤ芯片背面照射在ＧａＮ和蓝宝石的连接处，从而使蓝宝石和ＧａＮ分离。最后，通过电镀技术将８０微米的Ｃｕ镀在非掺层ＧａＮ后作为新的衬底，并且在去除玻璃后，ＬＬＯ．ＬＥＤ即制作完毕。３结果与讨论Ｃ．ＬＥＤ和ＬＬＯ—ＬＥＤ都展现了非常好的表现在４４０ｎｍ的波长下，开启电压低至３．１Ｖ，２０ｍＡ下的光功率超过了７．５ｍＷ。两器件的Ｉ．Ｖ特性曲线如图２所示。Ｃ．ＬＥＤ和ＬＬＯ．ＬＥＤ在正向偏压下，电流特性基本相似，然而，当器件处于反向偏压时，出现了明显的不同。ＬＬＯ．ＬＥＤ的反向漏电流在一５Ｖ时达到了１．１×１０－８分别测量出来。通过比较两种器件的电学特性及光学特性，讨论了激光剥离过程对器件所造成的影响。２实验实验所用外延片由金属有机化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）技术在（０００１）面的蓝宝石外延片上生长得到。外延结构包括２微米厚的非掺杂ＧａＮ层，１．５微米厚的Ｓｉ掺杂的Ｎ型层，６个周期的Ｉｎｏ．２ｓＧａｏ．７５Ｎ（３ｎｍ）／ＧａＮ（１０ｎｍ）多量子阱层，以及０．１微米厚的Ｍｇ掺杂的Ｐ型层。３５０微米Ｘ３５０微米的Ｃ．ＬＥＤ芯９３１．２ｘ１０。７Ａ，远远大于Ｃ—ＬＥＤ的５．１×１０ｑｏ＿２．１×１０一Ａ。这也就是说，在激光剥离过程后，ＬＥＤ器件的漏电流增加了将近２个量级。为了更好的分析器件的电学性质，我们将器件用一个等效电路图来表示，这个电路ｍ－ｔ…●●４＾ｎ■＊＿￡…一●Ｈ包括一个理想的节，个等效串联电阻Ｒ。和图３展不了Ｃ－ＬＥＤ和ＬＬＯ—ＬＥＤ的变温一个等效并联电阻艮。串联电阻来自于金半接触电阻和材料的体电阻，而并联电阻则要归冈于穿过Ｐ．ｎ节的任何导电通道，如通过ｐ－ｎ节的缺陷或贯穿位错。Ｉ—ｖ曲线，温度范围在１００ｋ到３５０ｋ。对于考虑到这些等效电阻，肖克莱方程将要被修帖为如下形式：－Ｖ－ＩＲ一：，“口—ｑ（Ｖ－—ＩＲ，）Ｒｐ‘１”Ｍｔｒ…对ＬＥＤ】一Ｖ曲线∞分析可以在册个区域中充成：Ｍ域ｌ，币向电压小ｒ２ｖ；区域１Ｉ，证向电雎存２ｖ到３Ｖｒ区域ＩＩＩ，止向电压大丁３Ｖ，区域Ⅳ．反向偏址。在Ｋ域Ｉ和Ⅳ内，ＬＥＤ在个反向偏压或者非常小的止向偏』ｋｒ，流绎竹的电流可以被忽略．１划此．等效电路可以被简化为井联电阻Ｒ。和串联电阻Ｒ；相中联。ｌｆ＿『一般情况下Ｒ。部远远人于凡，所咀Ｒ。ｎｒ咀通过这个Ｋ城内Ｉ．ｖ曲线的斜牢求川来。Ｃ—ＬＥＤ和ＬＬＯ－ＬＥＤ和Ｒ．值分别为１０＇ａ和Ｉ２－３９×１０２．２州５１４ｎ。激光剥离后ｊｆ、ｔ、¨洲、ｉ目３Ⅱｑ∞ⅢＴ∞《％＃＃“％（１∞ｋ３５０ｋ）联电阻２个量级的降低恰恰与漏电流的增加所时应。在宽禁带半导体材料中，般的复台电流和经典的扩散电流都很小，而且不随着电压的Ｌ曳变而故坐，然Ｉ酊，从刚２中我们可以看山来，ｃ－ＬＥＤ和ＬＬＯ－ＬＥＤ舟电ｎ三低于?２Ｖ时，反向涮ＩＵ是非常人的，Ⅲ且随着电压的降低而增大，这牡翱ｆ说明，除古舞典帕扩敞和一般的复合电流机制外，仍存在儿它很帚要的潲【Ｕ机制。ｌ司时我们｝Ｆ意到，酣２中反¨漏电流自一个突然增加的拐点（存－２Ｖ左右），这个拐点报可能就魁机制的转换点。ＦＩｐ”３ｌ…Ｖｆ虬Ｃ…Ｄ“ｍｂ）ＬＬＯＬＥＤｄｉｆｆｏｅｎｌｔｃ…ｐｏ…“１００ｋ－３５９ｋ）ＬＥＤ“ｂｌＬＬＯｕｎｄｅ…ｅｍｂ１＊ｆａ）ｃＬＥｍＣＬＥＤ平ｕＬＬＯ．ＬＥＤ，这些存小吲温度ｒ的曲线都足州互平行的，也就是说反向漏电ｉＥ！ｃ是不依赖于温度的，Ｉｍｌ足隧穿机制的丰鹱特｝Ｆ。冈此，ＧａＮ笨ＬＥＤ器件ｃＩＪ的高的漏电流应上耍归闻于隧穿漏电机制，而对丁我们的器件来说，ＬＬＯ－ＬＥＤ比Ｃ－ＬＥＤ的隧穿通道坐多。有一些研究曾纤揭小过缺陷川以提供深能级，并Ｈ成为丰要的隧芽辅助通道『１０１。并Ｈ，漏电流和螺位错的关系也曾经被加电ＡＦＭ的实验所观察刮［１Ｉ】。因此．激光剥离后反向漏电流的增＾ｕ应当归因丁怍榭中缺陷一ｔ—ｉｏ¨∞，ｏ，４的改变。激光剥离过程町以引入接近１０００摄氏度的局域瞬时高温以发应力的释放，这些田素都可能激拄更多的缺陷的隧穿活性，甚至是引入更多的缺陷。直观地考虑，我们会ｍ¨Ｖｍｇｃ（、７）目２ｃｒＬＥＤ＃ＬＬＯＬＥＤ∞［－Ｖ＃＃ｎ＆Ｈ‘●ｎ２将隧穿漏电的增加归闪于剥离后缺陷的增加，在以前的研究中，人们发现．与漏电相ｌ－Ｖ㈣ｍⅢ㈣㈣Ｅｍ关的缺陷大多是螺位错，而刃位错通常被认为是电惰性的，并不参与电学行为『１１１。圈４中，我们展小ｒ激光剥离前后样品被十水在１曲线的斜率得到。通过计算，ＬＬＯ．ＬＥＤ和Ｃ．ＬＥＤ的串联电阻分别为９．８．１０７ｎ和１０．３—１１５０摄氏度下腐蚀５分钟后的棘子力显礅镜９ｎ。尽管Ｃｕ衬底有更高的电导率。ｊ！ｃｃＨ，前人的宴验已经证实，在腐蚀条件下形成的腐蚀坑只来自ｆ蝶住锚，而。般刃位但足相似的串联电阻告诉我们，ＬＬＯ－ＬＥＤ和Ｃ．ＬＥＤ中的电流流经路径是基本相同的（如闭２中的插图所示）。返样个很少有电流在删向流动的时候经过Ｃｕ衬底的事实告诉我们，在ＧａＮ和Ｃｕ村底之问有一个电势垒的存在，如果Ｉｊ这个接触崖作进步处理的话，这个势垒ｕｒ能被消除。总的柬说，ＬＬＯ—ＬＥＤ和ｃ．ＬＥＤ相似的理想因子和串联电阻证实ｒ错小会形成腐蚀坑『１２１。从罔中我们ｎｒ以看卅来．剥高前后的腐蚀坑密度没有发生叫显的改变，剥离前后分别为３６３ｘｌＯＳ＆ｍ２（剥离前）和３９×１０８１ｃｍ２（剥离后），也即是说剥离前后的螺忙错惭度没有叫显的改变。岗此．这样的实验事实告诉我们．激光剥离后反向豳（ａ）（ｂ）在正向偏压下电学特性在激光剥离后并没有发车太大的改变。茸于阱，金、Ｆ接触咀及氮化镓体材并没有受到Ａ人的伤害。为，业进一步分析激光剥离过程对发光特性的影响，Ｃ—ＬＥＤ年¨ＬＬＯ．ＬＥＤ的光输。ｊｊ功牢（Ｌ１曲线）曲线也被测量并展小在图５巾。Ｌ．Ｉ曲线的数据?Ⅱ以用能节定律来描述【Ｉ３】Ｌ《，９目＾ⅧＷｎ目＃』Ｌ＆ＷｂＥ∞＊ｍＩ＊７女Ⅱ☆‰■Ｈ（ａ）Ⅻ女＊（ｂ）ｄ自目ＦｌｇｕＭ４ｔｈｅＡＦＭｌｍ６＃ｏｆｕ＊ＬＥＤｐ．ｔｙｐｅ‘ｕ血ｃ日ｔｈｅｔｃｈ“ｆ丑ｌｂＦｂｗＬＬｏｍｌａＲＨＬＬＯ其中，ｏ闪予对戍于缺陷对光发射的影漏电的增加应该归因于激光轺照过程的瞬时高温和廊力释放激发了更多缺陷的隧穿活性．增加了漏电电流。如前史所述，图２十．２Ｖ片右漏电流突然增加的锅点就是隧穿机制占主导的转变点。激光剥高过栉后，存型小的反向电址下隧穿机制就占据了主要地位，这说明激光的辐照过程足的缺陷辅助的隧穿发生的更祥易丁。ＬＥＤ在正向电压ｒ的｛，要特征足通过Ｍ域ＩＩ和区域ＩＩＩ来描述的。在Ｍ域Ｈｔｈ我们应用方科（１）可咀得到ＬＬＯ．ＬＥＤ和ｃ－ＬＥＤ器件的理想因ｆ，分别为２．９—３１和２７．３１。响。小电流下的超线性（４，１）现象直接对戌于俘秩电子的１Ｆ辐射复台巾心的存在。随着电流的增加，这些非复合中心逐渐饱和，随之。趋近丁ｌ，线性增长占主导。从图２中我们可以褂到，ｃ．ＬＥＤ和ＬＬＯ．ＬＥＤ的。值在小电流下分别为ｌ１和１３３。ＬＬＯ．ＬＥＤ拥Ｋ域Ⅲ巾，电压要大ｒ…ｇ特性可比被表述为Ｆ，Ｆ，这样，对丁高并联电阻（Ｒｐ斗∞）的器件，节的Ｉ．ｖ等邓竽（２）目５ｃＬＥＤｇＬＬＯＬＥＤ∞＾十目“＾自《Ｆ№ｎ｝∞４这样，串联电阻Ｒ。町以通过，ｄ叫甜比Ｉ……ｆｏｒｏｎ”ｅｎｌ—ｌＬＥＣｈ∞…Ｕｗ；ｕｂ岫”ｍｄＬＬＯ－ＬＥＤＳ０ｎＦｌｇｕｎ５Ｌｉｇｈｔ０“々ｕ㈣…ａｆｕｎｃｔｉｏｎＣｕⅫｂ￥１Ｔｊｔｅｏｆ。ｑ”ｔ岫ｎ第十五詹全国化合物半导体、徽渡器件和光电篇ｌ件掌术呜－议有更大的ａ值的事实说明ＬＬＯ—ＬＥＤ有更多的缺陷辅助非复合辐射中心。这更进一步证明了激光剥离过程使更多的缺陷拥有了隧穿活性并日．带来了非辐射复合中心。但是，两器件ａ值的差别并不是十分明显并且都在１０。Ａ附近趋近于１，这样的事实同样告诉我们激光剥离的影响并不是十分的明显，这一点也在两器件拥有近似的理想因子得到了体现。当电流继续增长的时候，热效应以及载流子溢出效应变得明显，因此，能量转化效率降低，ａ值变得小于１。如图５中的插图所示，两个ＬＥＤ器件的光功率在大电流下显式了明显的不同。热扩散能力展示了非常重要的作用。ＬＬＯ—ＬＥＤ和Ｃ．ＬＥＤ在电流注入直到１２０ｍＡ时的工作情况都较为相似，都是线性成长。但当注入电流超过１２０ｍＡ后，Ｃ．ＬＥＤ达到了效率最大值２１ｍＷ，在１２０ｍＡ到１６０ｍＡ达到饱和，并且在电流超过１６０ｍＡ后迅速的下降。而ＬＬＯ—ＬＥＤ则一直线性增加，在３００ｍＡ时达到了３８ｍＷ。在相同的芯片尺寸下，３００ｍＡ内ＬＬＯ．ＬＥＤ的光功率是Ｃ．ＬＥＤ的１．８倍，饱和电流达到了Ｃ．ＬＥＤ的２．５倍。这巨大的进步要归功于Ｃｕ衬底拥有更好的散热效果。由于蓝宝石衬底的较差的导热性，Ｃ．ＬＥＤ在大注入电流时要工作在很高的温度下，因此，光发射效率迅速降低。出来。在３００ｍＡ注入电流内，凭借着Ｃｕ衬底的高散热能力，ＬＬＯ—ＬＥＤ的最大光功率和饱和电流分别是Ｃ．ＬＥＤ的１．８倍和２．５倍。参考文献：［１】Ｍ．Ｋ．Ｋｅｌｌｙ，Ｏ．Ａｍｂａｃｈｅｒ，Ｒ．Ｄｉｍｉｔｒｏｖ，Ｒ．Ｈａｎｄｓｃｈｕｈ，ａｎｄＭ．Ｓｔｕｔｚｍａｎｎ，１９９７，Ｐｈｙｓ．ＳｔａｔｕｓＳｏｌｉｄｉＡ，１５９，Ｒ３．［２】Ｗ．Ｓ．Ｗｏｎｇ，ＴｏＳａｎｄｓ，ａｎｄＮ．Ｗ．Ｃｈｅｕｎｇ，１９９８，Ａｐｐｌ．ｅｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２，５９９［３】Ｗ．Ｓ．Ｗｏｎｇ，Ｔ．Ｓａｎｄｓ，ａｎｄＮ．Ｗ．Ｃｈｅｕｎｇ，２０００，ＡｐｐＬＰｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７，２８２２．【４】Ｊ．Ｔ．Ｃｈｕ，Ｈ．ｗ．Ｈｕａｎｇ，Ｃ．Ｃ．Ｋａｏ，、Ⅳ．Ｄ．Ｌｉａｎｇ，Ｆ．Ｉ．＿，Ｃ．Ｆ．Ｃｈｕ，Ｈ．Ｃ．ＫｕｏａｎｄＳ．Ｃ．Ｗａｎｇ，２００５，２ｐｎ．ＺＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，４４，２５０９［５】Ｃ．Ｆ．Ｃｈｕ，Ｃ．Ｃ．Ｙｕ，Ｈ．Ｃ．Ｃｈｅｎｇ，Ｃ．ＦＬｉｎａｎｄＳ．Ｃ．Ｗａｎｇ，２００３，ｎ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４２，Ｌ１４７【６】Ｒ．Ｈ．Ｈｏｍｇ，Ｃ．Ｅ．Ｌｅｅ，Ｓ．Ｃ．Ｈｓｕ，Ｓ．Ｈ．Ｈｕａｎｇ，Ｃ．Ｃ．Ｗｕ，Ｃ．ＹＫｕｎｇ，ａｎｄＤ．Ｓ．Ｗｕｕ，２００４，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．ＳｏＬＡ，‘２０１，２７８６【７】Ｃ．Ｆ．Ｃｈｕ，ＦＩ．Ｌａｉ，Ｊ．Ｔ．Ｃｈｕ，Ｃ．Ｃ．Ｙｕ，Ｃ．Ｆ．Ｌｉｎ，Ｈ．Ｃ．Ｋｕｏ，ａｎｄＳ．Ｃ．Ｗａｎｇ，２００４，Ｊ：ＡｐｐＬ肋＂．，９５，３９１６【８】Ｚ．Ｓ．Ｌｕｏ，Ｙ．Ｃｈｏ，ＶＬｏｒｙｕｅｎｙｏｎｇ，Ｔ．Ｓａｎｄｓ，Ｎ．Ｖ旷Ｃｈｅｕｎｇ，ａｎｄＭ．Ｃ．Ｙｏｏ，２００２，ＩＥＥＥ．ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎ０１．Ｌｅｔｔ．，１４。１４００【９】ＴＪ．Ｙｕ，Ｘ．Ｎ．Ｋａｎｇ，Ｙ．Ｂ．Ｐａｎ，Ｚ．Ｘ．Ｏｉｎ，Ｚ．Ｚ．Ｃｈｅｒｔ，Ｚ．Ｊ．Ｙａｎｇ，ＧＹＺｈａｎｇ，２００６，Ｃｈｉｎ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，２４，１３６５．【ｌＯ】Ｉ．Ｍａｒｔｉｌ，Ｅ．Ｒｅｄｏｎｄｏ，ａｎｄＡ．ｏｊｅｄａ，１９９７，一Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４结论综上，通过比较Ｃ．ＬＥＤ和ＬＬＯ．ＬＥＤ的电光特性，我们的到了激光剥离过程对器件的影响。两器件相似的串联电阻和理想因子告诉我们激光剥离过程并没有对器件的量子阱，金半接触等造成严重影响。然而，反向漏电的增加也同样警示了我们激光剥离作用的存在。通过对变温Ｉ．Ｖ特性的分析，ＡＦＭ的观察，得到了在反向情况下，器件的漏电流应主要归应于隧穿效应，激光剥离的过程可能激活了更多缺陷的隧穿活性。通过对两器件Ｌ．Ｉ曲线的对比，揭示了激光剥离过程引入了更多的非辐射复合中心。然而，尽管ＬＬＯ．ＬＥＤ在低电流下存在着一些劣势，在高注入电流的时候，其优势还是明显的展示了８１，２４４２【１１】Ｊ．Ｗ．Ｐ．Ｈｓｕ，Ｍ．Ｊ．Ｍａｎｆｍ，Ｒ．Ｊ．Ｍｏｌｎａｒ，Ｂ．ＨｅｙｉｎｇａｎｄＪ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，２００２，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８ｌ，７９【１２】Ｓ．Ｋ．Ｈｏｎｇ，Ｔ．Ｙａｏ，２０００，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７，８２［１３］Ｍ．ＧＣｒａｆｏｒｄ，ａｎｄＦ．Ｍ．Ｓｔｅｒａｎｋａ，１９９４，Ｅｎｃｙｃｌｏｐ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，８，４８５作者简介：孙永健，男，１９８１年生，河北保定人，博士研究生，现在北京大学宽禁带半导体研究中心攻读博士学位。通信地址：北京市海淀区北京大学物理大楼北楼邮编：１００８７１联系电话：０１０．６２７５１７３９Ｅｍａｉｈｓｕｎｙｏｎｇｊｉａｎ９９９９９（－生１２６．ｃｏｍ