基本介紹
- 中文名：氮化物深紫外發光材料及器件
- 作者：李晉閩
- ISBN：9787030680709
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《氮化物深紫外發光材料及器材》以作者及其研究團隊多年的研究成果為基礎，詳細介紹了III族氮化物紫外發光二極體的材料外延、晶片製作、器件封裝和系統套用，內容集學術性和實用性為一體。《氮化物深紫外發光材料及器材》共8章，內容包括：氮化物半導體材料性質及外延生長理論，氮化物半導體材料製備及表征方法，深紫外發光二極體的量子效率與結構設計、關鍵製備工藝、封裝技術、套用，以及當前氮化物深紫外發光二極體的一些研究前沿和熱點。
圖書目錄
目錄
“先進光電子科學與技術叢書”序
前言
第1章 氮化物半導體材料性質 1
1.1 III族氮化物半導體的晶體結構和能帶結構 1
1.2 III族氮化物半導體的極化效應 3
參考文獻 4
第2章 氮化物半導體材料製備及表征方法 5
2.1 氮化物體材料的製備方法 5
2.1.1 HVPE製備AlN體材料 5
2.1.2 PVT製備AlN體材料 7
2.2 氮化物薄膜材料的製備方法 9
2.2.1 真空蒸發鍍膜 9
2.2.2 濺射 10
2.2.3 PLD 11
2.2.4 MBE 12
2.2.5 MOCVD 13
2.2.6 CBE 13
2.3 氮化物半導體材料的表征方法 13
2.3.1 XRD簡介 14
2.3.2 SEM簡介(附帶EDS) 14
2.3.3 AFM簡介 15
2.3.4 Raman散射簡介 16
2.3.5 SIMS簡介 16
2.3.6 XPS簡介 17
2.3.7 PL簡介 17
2.3.8 CL簡介 18
2.3.9 TEM簡介 19
參考文獻 19
第3章 高鋁組分氮化物半導體材料外延生長和摻雜 22
3.1 AlN基氮化物材料MOCVD生長化學反應動力學 22
3.1.1 MOCVD生長AlN的化學反應動力學 22
3.1.2 高Al組分AlGa(In)N的MOCVD化學反應動力學 26
3.1.3 AlN及高Al組分材料表面動力學 29
3.2 AlN及高Al組分AlGa(In)NMOCVD外延技術 31
3.2.1 藍寶石上異質AlN成核及緩衝層生長 31
3.2.2 脈衝法AlN生長技術 32
3.2.3 高Al組分AlGa(In)NMOCVD異質側向外延 34
3.3 高鋁組分氮化物半導體材料的摻雜 36
3.3.1 引言 36
3.3.2 AlGaN材料n型摻雜 37
3.3.3 AlGaN材料p型摻雜 41
3.4 基於二維材料的AlN范德瓦耳斯外延研究 46
3.4.1 范德瓦耳斯外延基本原理 46
3.4.2 范德瓦耳斯外延研究現狀 49
3.4.3 懸掛鍵與成核研究 53
3.4.4 AlN薄膜生長(不同生長階段及生長模型) 56
參考文獻 58
第4章 深紫外發光二極體的量子效率與結構設計 71
4.1 LED基本參數及概念 71
4.1.1 輻射複合與非輻射複合 72
4.1.2 缺陷對內量子效率的影響 73
4.2 高效率深紫外器件結構設計 74
4.2.1 提高器件輻射複合效率 75
4.2.2 提高電子注入效率 81
4.3 量子點及超薄量子阱深紫外發光結構 88
4.3.1 極端量子限制GaN/AlN結構 88
4.3.2 超薄GaN/AlN量子阱結構 90
4.3.3 GaN/AlN量子點/盤結構 99
4.4 同質襯底深紫外LED 110
4.4.1 引言 110
4.4.2 AlN同質外延 111
4.4.3 AlGaN及深紫外LED贗晶生長 112
4.4.4 贗晶深紫外LED的光提取效率 113
參考文獻 114
第5章 深紫外發光二極體的晶片工藝關鍵技術 122
5.1 深紫外LED的晶片工藝流程 122
5.2 高鋁組分氮化物半導體材料的歐姆接觸 125
5.2.1 歐姆接觸 125
5.2.2 歐姆接觸電阻率測試 126
5.2.3 歐姆接觸設計原則 129
5.3 深紫外發光結構的高反射電極和透明電極 132
5.3.1 高反射p型電極 132
5.3.2 側壁高反射結構 133
5.3.3 透明電極 137
5.4 表面粗化與光提取技術 139
5.4.1 襯底背面粗化 139
5.4.2 襯底側壁粗化 140
5.4.3 晶片整形 142
5.4.4 圖形化藍寶石襯底 144
5.5 深紫外LED的偏振模式與光提取 146
5.6 金屬等離激元在深紫外LED中的套用 148
5.7 垂直結構深紫外LED 149
參考文獻 154
第6章 深紫外發光二極體的封裝與可靠性 161
6.1 封裝材料及封裝工藝 161
6.1.1 深紫外LED晶片結構 161
6.1.2 深紫外LED基板材料 162
6.1.3 深紫外LED焊接材料和封裝工藝 167
6.2 深紫外LED的熱管理工藝 173
6.2.1 散熱方式 173
6.2.2 深紫外LED封裝最佳化設計 175
6.3 深紫外LED的退化機制與壽命 177
6.3.1 ESD防護 177
6.3.2 失效與壽命 180
參考文獻 184
第7章 氮化物深紫外受激發射材料與器件 187
7.1 氮化物受激發射材料與器件的發展 187
7.1.1 受激發射與雷射原理 187
7.1.2 氮化物雷射器發展與套用 189
7.2 同質襯底氮化物深紫外受激發射研究 190
7.2.1 深紫外光泵浦受激發射系統的設計 191
7.2.2 AlN單晶襯底上同質外延研究 192
7.2.3 同質襯底上深紫外光泵浦受激發射 194
7.3 異質襯底氮化物深紫外受激發射研究 197
7.3.1 雷射器諧振腔的工藝製作 197
7.3.2 基於高品質諧振腔的深紫外受激發射 201
7.3.3 異質襯底上深紫外光泵浦受激發射研究 202
7.4 氮化物紫外雷射二極體 206
7.4.1 MOCVD外延及器件結構 207
7.4.2 器件工藝流程 208
7.4.3 紫外雷射二極體的發展狀況 210
7.4.4 深紫外雷射二極體的難點及展望 214
參考文獻 216
第8章 套用與展望 222
8.1 氮化物深紫外光源在消毒淨化處理中的套用 222
8.1.1 直接殺菌，分解有機物 223
8.1.2 產生臭氧 223
8.1.3 紫外光催化 224
8.1.4 紫外LED套用於消毒領域的優勢 224
8.2 氮化物深紫外光源在皮膚病光療中的套用 225
8.3 氮化物深紫外光源在氣體探測領域的套用 226
8.4 氮化物深紫外光源在固化技術領域的套用 227
參考文獻 228
