基于外延剥离技术的薄膜LEDs 的电流扩展和热效应研究.PDFVIP

中国科学: 物理学 力学 天文学 2016 年 第46 卷 第4 期: 044614 《中国科学》杂志社 SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica Astronomica SCIENCE CHINA PRESS 论 文 可延展柔性光子/ 电子集成器件专辑 基于外延剥离技术的薄膜LEDs 的电流扩展和热效 应研究 ① ② ① ① ① ①* 李晓敏 , 宗约瀚 , 江宇 , 白霖 , 宋国峰 , 徐云 ① 中国科学院半导体研究所, 纳米光电子实验室, 北京 100083; ② 四川大学电气信息学院自动化系, 成都 610200 *联系人, E-mail: xuyun@ 收稿日期: 2015-11-03; 接受日期: 2015-12-25; 网络出版日期: 2016-02-25 国家重点基础研究发展计划(编号: 2015CB351902)资助项目 摘要 随着外延剥离技术和转印技术的发展, 柔性无机半导体集成器件引起人们的广泛关注. 柔性无机发光 二级管(LED) 的研制是高精度转印技术和应用于生物传感的柔性混合集成技术的迫切需求. 薄膜发光二级管 (TF-LEDs) 的电流扩展和热管理是研制 TF-LEDs 性能的关键. 该文采用光刻胶微支撑结构, 制备了两种结构的 TF-LEDs, 并将其转印到柔性衬底聚二甲基硅氧烷(PDMS)上, 测试 TF-LEDs 的电学特性. 采用二维有限元模拟 仿真, 综合考虑复合机制、晶格温度等对LEDs 电学特性的影响, 分析了条形电极结构TF-LEDs 和环形电极结构 TF-LEDs 的电流扩展问题, 说明环形电极结构TF-LEDs 电流分布均匀性好, 自发热效应较小; 在柔性衬底上, 可 以在相对较大的功率下连续工作而不会因为温度过高而造成器件损坏. 关键词 薄膜LEDs, 电流扩展, 热效应, 柔性 PACS: 41.20.Cv, 42.82.Cr, 42.79.Kr, 42.70.Jk 1 引言 LEDs 作为无机半导体器件的基本元件之一, 是柔性 无机集成器件中不可或缺的重要部分, 引起人们的 柔性无机半导体集成器件在保留无机器件高性 广泛关注. 2009 年 Park 等人[9]通过转印剥离得到薄膜 能的同时, 克服传统无机器件系统的刚性局限, 在健 康医疗、脑机融合等领域产生广泛应用, 是微电子集 红光 LEDs 制备出柔性红光 LEDs 显示器; 2012 年有 成器件智能化、便携化的革新性重要发展方向之一. 报道采用激光剥离技术将 GaN 基 LEDs 转印到不同 近年来, 成为新型微电子技术研究的热点[1–4]. 随着 的柔性衬底上, 实现了柔性蓝光 LEDs [7] ; 2013 年 外延剥离技术[5,6]和高精度转印技术[7,8] 的快速发展, Trindade 等人[10]实现了 2 μm 厚的超薄LED 纳米精度 柔性无机半导体器件成为当前的研究热点. 无机 转印, 同年Kim[11]将柔性 LEDs 与柔性探测器等集成 引用格式: 李晓