基于界面理论的发光器件特性调控技doc.docVIP

【项目名称】　基于界面理论的发光器件特性调控技术 【主要完成人】 许并社（太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室） 贾虎生（太原理工大学材料科学与工程学院）， 王 华（太原理工大学新材料工程技术研究中心） 梁 建（太原理工大学材料科学与工程学院， 山西飞虹微纳米光电科技有限公司） 马淑芳（太原理工大学材料科学与工程学院， 山西飞虹激光科技有限公司） 刘旭光（太原理工大学 化学化工学院） 李天保（太原理工大学材料科学与工程学院， 山西飞虹微纳米光电科技有限公司） 王智勇（北京工业大学 激光工程研究院 飞虹激光科技有限公司（北京）） 伍永安（山西乐百利特科技责任有限公司） 【主要完成单位】 太原理工大学 山西飞虹激光科技有限公司 山西飞虹微纳米光电科技有限公司 北京工业大学 山西乐百利特科技责任有限公司 【项目简介】 半导体激光二极管（LD）和发光二极管（LED）等新型光电材料与器件已成为国防工业、新兴产业和低碳经济发展的重大需求。但其核心技术一直被发达国家所垄断。所以，研究LD、LED界面性质与发光性质之间的关系可抢占核心技术战略制高点，具有超前意义。本研究基于界面性质与光电性能之间的关系规律，发明了高功率LD、大功率长寿命白光LED外延片、芯片与器件制备新技术，规模化生产了LD、LED系列产品。 一、发明了制备高功率GaAs基LD外延片及其芯片的新技术 1. 发明了具有分别限制、非对称波导、应变量子阱等特征的LD外延结构。 2．发明了制备高功率LD外延片的界面插层新技术：①采用Al组分渐变和变化Ⅴ/ III元素比的方法，在GaAs(缓冲层)/AlGaAs(n-阻挡层)界面、AlGaAs(p-阻挡层)/GaAs(表面层)界面之间，插入应力减缓层，缓冲了界面应力，减少了缺陷；②在InGaAs(阱)/GaAs(垒)界面处插入低In超薄InGaAs层，减小界面原子失配，获得了高质量量子阱；③在GaAs(垒)/P-AlGaAs(波导层)界面插入隔离层；④采用低温、超低Ⅴ/III元素比、C/Zn共掺的外延工艺，在AlGaAs表面覆盖超高掺杂浓度(E+20级)P-GaAs层，获得了低电阻的欧姆接触界面。 3．发明了提高LD芯片出光效率腔面处理的新材料和新技术：①在LD芯片解理腔面上制备ZnSe基钝化膜，在其上面再制备多周期Al2O3+Si高反膜、在出光腔面上制备Al2O3/ZnSe的增透膜；②在腔面上部制备阻挡电子注入层(非注入端面镀膜)，减少了端面光学损伤。 二、发明了制备GaN基大功率长寿命白光LED的新材料和新技术 1. 发明了制备大功率白光LED用外延片的界面插层新技术：①在蓝宝石衬底/n-GaN层之间插入特定形貌的AlN层，减少了位错；②在n-GaN/有源区之间，引入InGaN/GaN超晶格层，减少了位错到达有源区的数量；③在量子阱的InGaN/GaN异质结界面处，插入低In或渐变组分的InGaN过渡层，抑制了压电极化影响；④在p-GaN/ITO全反射界面堆栈银纳米粒子或银光栅层新技术。 2. 发明了“生长/中断/稳定”间歇式生长新工艺，获得了陡峭的InGaN/GaN异质界面。 3. 发明了制备自组装纳米氧化铟锌透明导电层、Ni纳米颗粒光反射层的新技术。 4. 发明了陶瓷/金属复合散热基板和金属共晶焊新材料及制备新技术，获得了高导热、低电阻的欧姆接触界面。 5. 发明了白光LED用高效光电转换荧光粉及其制备新技术。 三、产业化实施 参与制定4部省级标准和6部企业标准；科研成果已在山西飞虹等企业实现了规模化生产，年产值超过12亿元。 四、形成了较完整的知识产权体系 1．授权中国发明专利20项，实用新型专利 13 项，申请中专利12 项； 2．获省部级科技发明一等奖1项、二等奖1项； 3．获省部级鉴定6项。 【授权专利】 许并社, 翟雷应, 梁 建, 贾虎生, 刘旭光, 郝海涛, 李春华. 一种高纯度氮化镓纳米线的制备方法. 太原理工大学.发明专利, ZL 200510048197.7, 2007.06.06. 许并社, 李春华, 梁 建, 翟雷应, 郝海涛, 刘光涣, 王非, 杨冬, 马淑芳. 一种无机化合物氮化镓纳米线的制取方法. 太原理工大学. 发明专利，ZL200510048111.0，2008.05.07. 许并社, 梁 建，马淑芳, 郭普庆,赵君夫,黄 平, 王 玉. 一种发红光的掺氧砷化镓多晶薄膜的制备方法. 太原理工大学.发明专利,ZL200810079375.6, 2011.08.24. 王智勇, 曹银花, 刘友强, 许并社,史元魁,陈玉士, 王有顺. 用于匀化半导体激光器阵列光束质量的光学元件和系统发明专利 .山西飞虹激光科技有限公司,北京工业大学,发明专 利.ZL201110262648