【摘 要】
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AlGaN基深紫外发光二极管(DUV-LED)具有低电压，全固态，耐冲击，耐高温，抗辐射，高效率，响应快，长寿命，无毒环保和光谱连续可调等特点，在紫外消毒杀菌、非视距通信等民用和军用领域具有广阔市场和应用前景。但是，在倒装芯片制备方面，常用的金属电极会吸收量子阱产生的深紫外光，导致光提取效率低下的问题。应用高反射率金属电极，可以显著提高芯片的光提取效率，是未来实现高光提取效率DUV-LED的关键。同时，高Al组分的DUV-LED芯片存在电流拥堵现象，导致芯片发热增多，可靠性降低。目前，优化芯片电极版图设计
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AlGaN基深紫外发光二极管(DUV-LED)具有低电压，全固态，耐冲击，耐高温，抗辐射，高效率，响应快，长寿命，无毒环保和光谱连续可调等特点，在紫外消毒杀菌、非视距通信等民用和军用领域具有广阔市场和应用前景。但是，在倒装芯片制备方面，常用的金属电极会吸收量子阱产生的深紫外光，导致光提取效率低下的问题。应用高反射率金属电极，可以显著提高芯片的光提取效率，是未来实现高光提取效率DUV-LED的关键。同时，高Al组分的DUV-LED芯片存在电流拥堵现象，导致芯片发热增多，可靠性降低。目前，优化芯片电极版图设计仍然是提高电流注入效率的主要途径。
本论文创新性地提出了利用高反射率n型金属电极提高AlGaN基DUV-LED芯片的光提取效率。通过理论分析有源区深紫外光的偏振态和传播路径，可知经过n型金属电极反射后才可能逃逸出芯片的深紫外光占有源区总出光量的比例超过30%，这也说明采用高反射率n型金属电极是提高芯片光提取效率的重要途径。本论文在系统地分析了可用金属材料的基础上，提出采用减薄的Cr金属层和加厚的Al金属层组成Cr/Al/Ti/Au结构作为高反射率n型金属电极。并在此基础上，制备了高反射率n型金属电极DUV-LED芯片，该电极在280nm波段的反射率高达85.7%，对应的DUV-LED芯片光输出功率提高40.9%，外量子效率提升25.4%。
本论文介绍了利用COMSOLMultiphysics软件仿真计算AlGaN基DUV-LED芯片电流扩展效果的基本原理和方法，并在COMSOLMultiphysics软件中建立了仿真模型。计算了叉指形、条形和条圈形三种不同电极版图结构的DUV-LED芯片的电势分布、电流密度分布和热源密度分布情况，分析了造成电流拥堵的原因。不同电极版图结构芯片的仿真计算结果皆说明了电流扩展长度和电极中心距mesa刻蚀边缘的尺寸决定着电流扩展效果，为优化电极版图设计以提高芯片电流注入效率提供了新思路。
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