algainpled电极形状的优化

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1、第$8卷第&期"%%’年&月物理学报PQ)2$8，JQ2&，OBRSB=TBU，"%%’!%%%<6"&%K"%%’K$（8%&）K$’’!<%9(L4(.MNO,L(O,J,L(""%%’L@>-2.@EV2OQH2"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!"#$%&’()*电极形状的优化!!）"）"）!）#张俊兵林岳明柏林曾祥华!）（扬州大学物理科学与技术学院，扬州""$%%"）"）（扬州华夏集成光电有限公司，扬州""$%%&）（"%%’年!月!日收到；"%%’年"月"!日收到修改稿）

2、利用有限元法模拟研究四元()*+,-./01电极形状对电流扩展层*+.中电流分布的影响，通过优化电极形状获得较为均匀分布的电流，以此提高芯片的出光效率和提升产品品质2在3(4/(5计算平台上建立61载流子输运模型及芯片顶面的光出射模型，比较了传统圆形、十字形、箭形、花形及万字形电极等五种电极形状，研究发现万字形电极的芯片顶面出光效率最高2进而对其条形电极的宽度进行进一步优化，可获得的出光效率为传统圆形电极的"78倍，能够为实际生产提供一定的理论指导2关键词：出光效率，电极形状，电流扩展，有限元法’!++：8"’%0，869%1，8’9$:，;""$5极下方的部分有源区，这就

3、是所谓的电流拥挤效［6，;］!7引言应2适当增大窗口层的厚度来提高电流扩展分布的均匀性是必要的，但考虑到工艺条件和成本，其/01具有发光效率高、耗电量小、寿命长、发热厚度又不可能很大，于是，怎样改进电极的形状以提量低、体积小、环保节能等诸多优点，因而具有广泛高光提取率就变得日益紧迫2同时，相对于其他提的应用市场，如汽车、背光源、交通灯、大屏幕显示、高/01亮度的方法（如表面粗化、衬底剥离、键合、高反射膜等）而言，对芯片的电极形状进行优化的方军事等领域，并随着其技术的不断发展与成熟，/01［!，"］法是最值得去研究一下2因为该方法具有如下的几有望成为新型的第四代照明光源2虽然

4、/01的个方面的特点：操作简单，在生产过程中不需要增加发光效率已经超过日光灯和白炽灯，但其发光效率特别的工艺步骤；不需要购买专业设备，实施容易；还是低于钠灯，仍不能达到人们想要的程度，究其原而且，在生产成本相同的情况下就可以提高产品的因，是其效率由内部量子效率和外部量子效率共同性能2决定2随着半导体技术的高速发展，内部量子效率本文先后提到五种形状的电极：传统圆形、十字能达到&%I以上；而外部量子效率的提高并不显形、箭形、花形、万字形电极，并对不同形状电极的出著，受到诸多因素的影响，例如/01的结构、电极的光效率逐一地进行分析与阐述2对最为常见的传统形状、材料的选择、窗口层（

5、电流扩展层）的厚度等圆形电极进行逐步优化后，获得优化形状各异的四等，成为制约/01发光效率提高的主导因素2而其种电极形式，芯片的出光效率不断地得到不同程度中电极的形状和/01光提取效率的关系尤为突出，的提高，最终得到出光效率相对较高的万字形电极，直接决定了/01的出光效率2传统的/01电极采并对其条形电极进行优化，以进一步提高芯片的出用的是不透明的金属材料（如(F）或金属合金，当电光效率2目前，生产中采用的电极形式主要是传统压加到电极上时，电流主要集中在电极下方的部分圆形电极，少部分公司的高性能产品采用了十字形区域，而电极到有源区的距离是有限的（通常为8—电极、箭形、花形等

6、形状电极，但据我们了解并没有$%!=），当电流还没来得及横向扩展多远时就已经看到万字形电极这方面的相关报道2此外，相对于到达有源区，即有源区中发光的区域主要集中在电*+J基/01来说，关于四元()*+,-./01芯片的电!江苏省科技项目（批准号：5*"%%8%"9）资助的课题2#通讯联系人20<=+>)：?@AB-CDEAF2BGF2H-.;;)物理学报.7卷极形状优化这方面的文献报道比较缺乏，而相关文以，模拟计算时只考虑了电流扩展层236层和衬底献提到的电极形式往往也只是最为常见的圆形电23&A层中电压电流分布情况，二者之间的衔接条件极!为此，结合多年从事在"#$业界工程

7、师的工作为电流密度相等!经验对理论计算模型进行简化，建立"#$芯片的电电流密度与电场关系为流电压分布和光出射两个主要模型，采用工程软件#D$%&D$!’&，（)）%&’"&(自行编写程序来模拟计算"#$芯片中电流其中，$是电荷量，%是载流子的漂移速度，!是电的扩展分布情况，研究了上述五种不同形状电极的子或空穴的迁移率，’为电场强度，&为施主或受出光效率，并对出光效率最高的电极进行进一步优主掺杂浓度!主要是考虑到芯片的结构及参数，在化，最终优化得到出光效率较高的电极形状及其参电流扩展层中漂移电流起主导作用，相比之下扩