GaN制备micro-led(一）

随着第三代半导体 GaN 材料的快速发展，GaN 基 LED 发展迅速并广泛商业化，这

为可见光通信的实现及应用提供了基础。然而，普通商用 LED 的调制带宽只有几十兆

赫兹，并不能很好的满足可见光通信系统高传播速率的需求。为增大调制带宽，针对发

射端 LED 光源部分的改进仍需提高。将光子晶体结构引入 LED 芯片量子阱内部，能够

影响光子寿命和光子传播，进而改变 LED 芯片的调制带宽和光提取效率。结合倒装微

尺寸(Micro)LED 结构，使其封装体积最小化，这使得可见光通信能够更加灵活地应用

在各种场所。因此研究光子晶体结构的倒装 Micro-LED 具有重要的意义。

GaN材料有很多优点，被广泛应用于照明、通信等相关电子产业。它是直接带隙半导体，禁带宽度大，非常坚硬，具有较高的热容和热导率。抗电离辐射，能够在较高的温度下保持稳定，化学性能稳定，抗强酸强碱。容易掺杂，利于制备半导体器件。

GaN基LED主要由p型和n型组成。在可见光380nm-780nm之间存在大量可通信的频段，这是可见光通信的基础，以宽禁带半导体材料 Ga N 为主的固态照明器件比

GaAs 材料为主的器件拥有更大的禁带宽度、更高的击穿电场，还有着更佳的散热性能、

更快的电子饱和速率以及更高的抗辐射能力特点，有希望成为可见光通信的光源器件。

一：提高LED芯片电光调制带宽

降低RC时间常数

LED 的频率响应受其扩散电容、电阻以及器件有源区中注入载流子的限制，这主要

分为两个部分：RC 时间常数和载流子自发辐射速率，因此，提高 LED 带宽的方法主要有：通过减少 LED 结电容的影响，来降低 RC 时间常数，改变载流子复合处的腔

体环境，减小载流子寿命，通过减少 LED 有源层面积来降低 RC 时间常数，同时也能够增加电流密度。在高电流密度环境下，载流子寿命会出现降低，因此制作出

Micro-LED 阵列，能够获得更大的调制带宽。

提高载流子自发辐射速率

除了增大电流减少 LED 台面面积来增加载流子浓度从而获得高调制带宽外，一些

常用的纳米结构如谐振腔，表面等离激元和和光子晶体通过改变光子周围

腔体环境来增强了辐射复合系数，降低载流子寿命来提升 LED 的调制带宽。

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