ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕГРАЦИИ Si/AiiiBv RGB-источников белого света : ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ІНТЕГРАЦІЇ Si / AiiiBv RGB-джерел білого світла

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Бесплатное скачивание авторефератов
СКИДКА НА ДОСТАВКУ РАБОТ!
ВНИМАНИЕ АКЦИЯ! ДОСТАВКА ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ ДИССЕРТАЦИЙ!
Авторские отчисления 70%
Снижение цен на доставку работ 2002-2008 годов

 

ПОСЛЕДНИЕ ОТЗЫВЫ

Порядочные люди. Приятно работать. Хороший сайт.
Спасибо Сергей! Файлы получил. Отличная работа!!! Все быстро как всегда. Мне нравиться с Вами работать!!! Скоро снова буду обращаться.
Отличный сервис mydisser.com. Тут работают честные люди, быстро отвечают, и в случае ошибки, как это случилось со мной, возвращают деньги. В общем все четко и предельно просто. Если еще буду заказывать работы, то только на mydisser.com.
Мне рекомендовали этот сайт, теперь я также советую этот ресурс! Заказывала работу из каталога сайта, доставка осуществилась действительно оперативно, кроме того, ночью, менее чем через час после оплаты! Благодарю за честный профессионализм!
Здравствуйте! Благодарю за качественную и оперативную работу! Особенно поразило, что доставка работ из каталога сайта осуществляется даже в выходные дни. Рекомендую этот ресурс!



  • Название:
  • ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕГРАЦИИ Si/AiiiBv RGB-источников белого света
  • Альтернативное название:
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ІНТЕГРАЦІЇ Si / AiiiBv RGB-джерел білого світла
  • Кол-во страниц:
  • 143
  • ВУЗ:
  • КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
  • Год защиты:
  • 2013
  • Краткое описание:
  • НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ
    «КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»


    ДемИНСКИЙ ПЕТР ВИТАЛЬЕВИЧ


    уДК 621.382; 621.383

    ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕГРАЦИИ Si/AiiiBv RGB-источников белого света


    05.27.01. Твердотельная электроника


    ДИССЕРТАЦИЯ
    на соискание ученой степени
    кандидата технических наук



    Научный руководитель
    Осинский Владимир Иванович
    д.т.н, проф.


    Киев 2013

    Список условных обозначений:

    БИС большая интегральная схема;
    ВАХ вольтамперные характеристики;
    ИС интегральная схема;
    КЯ квантовая яма;
    КТ квантовая точка;
    ЛАХ люксамперные характеристики;
    МЛЭ молекулярно-лучевая эпитаксия;
    МОГФЭ металлоорганическая газофазная эпитаксия;
    МОС металлоорганические соединения;
    НИР научно-исследовательская работа;
    ОКР опытно-конструкторская работа;
    ОЭУ оптоэлектронное устройство;
    РСИД реверсивный светоизлучающий диод;
    РЭМ растровая электронная микроскопия;
    СД светодиод;
    СИД светоизлучающий диод;
    СИМС сканирующая ионная масс-спектроскопия;
    ТМА триметилалюминий;
    ТМГ триметилгаллий;
    ТМИ триметилиндий;
    R, G, B (Red,Green,Blue) красный, зеленый, синий;
    CCT (Correlated Color Temperature) цветовая температура.

    Оглавление
    Вступление..6
    Глава 1.Состояние и перспективы интеграции RGB-источников белого света...14
    1.1. Физико-технологические особенности создания интегральных RGB-источников белого света.....16
    1.2. RGB-источники белого света.....17
    1.2.1. Получение белого света при помощи светодиодов17
    1.2.2. Синтез белого света смешением трех разноцветных (RGB) источников....19
    1.2.3. Анализ технологий интегральных структур...22
    1.2.4. Современные аналоги RGB-источников белого света...30
    1.3. Анализ температурной зависимости сигналов микропроцессорного управления в RGB-источниках белого света.33
    1.3.1. Влияние концентрации и времени жизни носителей......33
    1.3.2. Соотношения между энергиями квантовых переходов в областях излучателей и фотоприемников...34
    1.3.3. Влияние потерь в передающей среде. Размерные эффекты в оптоэлектронных микроструктурах....37
    1.3.4. Температурная зависимость трехцветных источников белого света, созданных на основе светодиодов..38
    Выводы к главе 1...41

    Глава 2. Тепловые процессы в интегрированных структурах: излучательная рекомбинация и разработка методов температурной стабилизации излучения...43
    2.1. Сигнальная модель светодиодного освещения45
    2.2. Температурные зависимости излучательных и безызлучательных переходов....50
    2.3. Анализ влияния динамики кристаллической решетки на квантовый выход излучения53
    2.4. Температурная зависимость излучения реальных структур56
    2.5. Тепловые процессы и фотонное охлаждение при интеграции58
    2.6. Роль теплопроводности многослойных структур светодиодов при монолитной интеграции.66
    2.7. Тепловые ограничения плотности упаковки интегральных
    излучающих структур.........70
    Выводы к главе 2...72

    Глава 3. Технологическая интеграция Si/AIIIBV
    RGB-источников белого света.....74
    3.1. Выбор твердых растворов для формирования R, G, B активных слоев..75
    3.2. Способы повышения эффективности и стабилизации излучения...79
    3.3. Этапы формирования светоизлучающей RGB-структуры...84
    3.4. Определение процентного соотношения
    RGB-каналов на светоизлучающем чипе..91
    3.5. Формирование системы микрокластеров..94
    3.6. Технология формирования активных слоев в
    структурированных реакторах анодированного оксида алюминия.....98
    3.6.1. Формирование наноструктур синего и
    зеленого каналов излучения98
    3.6.2. Формирование наноструктуры красного канала излучения..99
    3.6.3. Формирование системы выводов для
    RGB-каналов излучения.101
    3.7. Решение параметрических задач для создания
    RGB-источников белого света......102
    3.7.1. Разработка основ для создания AIIIBV RGB-источников
    белого света с высоким индексом цветопередачи102
    3.7.2. Улучшение смешения RGB-источников света.104
    Выводы к главе 3.107

    Глава 4. Функциональная интеграция источников белого света109
    4.1. Температурная зависимость коэффициента передачи
    микроструктур среверсивной связью..110
    4.1.1. Теоретический анализ110
    4.1.2. Экспериментальная проверка для GaN-Si структур.112
    4.2. Реверсивный режим включения светодиодов для реализации канала обратной связи в AIIIBV RGB-источниках света..116
    4.3. Выбор реверсивного светоизлучающего диода (РСИД) в качестве селективного фотоприемника..117
    4.4. Влияние температурной динамики на длину волны излучения, интенсивность и цветовую температуру.....123
    4.5. Реализация Si/ AIIIBV интегрального RGB-источника света
    с реверсивным режимом...126
    Выводы к главе 4.129

    ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.....131
    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ133


    Вступление
    В современной микроэлектронике, развитие которой происходит в направлении повышения миниатюризации транзисторных элементов на кремнии, активно внедряются микро- и нанокристаллические структуры на материалах АIIIBV III-нитридах, арсенидах и фосфидах, которые являются основой таких базовых элементов, как светоизлучающие диоды, гетеролазеры, высокоэффективные солнечные элементы, плоскопанельные дисплеи ит.д. Исходя из современных тенденций и учитывая потребности людей в получении качественного освещения и внедрении энергосберегающих технологий, является актуальным переход к диодным источникам света, которые имеют большой потенциал применения и, как результат, все более возрастающий интерес к получению полупроводниковых структур, способных обеспечить максимальное качество освещения при минимальных затратах. Современная твердотельная электроника характеризуется переходом от микро- к нанообластям, что дает возможность разработать высокоэффективные технологии качественного смешения цветов и получения света, максимально приближенного к солнечному спектру, который через нервно-психологическую систему осуществляет позитивное воздействие на общее состояние здоровья человека и влияет на качество и эффективность жизни и работы людей.
    Существуют два основных способа получения белого света из светоизлучающих диодов:
    1. Возбуждение свечения люминофоров высокоэнергетическим фиолетовым или ультрафиолетовым излучением светодиодов на основе гетероструктур нитридов галлия, индия и алюминия;
    2. Синтез белого света смешением излучения красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) света (RGB-синтез).
    Наиболее привлекательными особенностями первого способа является технологическая простота получения широкого спектра белого света путем нанесения слоя люминофора на конструктив фиолетового светодиода, что обеспечивает низкую стоимость этой технологии. Однако при этом теряются важные преимущества электронного управления светодиодами, а именно цветовой температуры и балансом белого цвета. Единственное их преимущество высокая энергетическая эффективность (120150 лм/Вт) по сравнению с традиционными лампами (320 лм/Вт). Массовое внедрение таких источников света сдерживается их более высокой (в 510 раз) стоимостью.
    Широкое применение второго способа получения белого света путем RGB-синтеза также сдерживается высокой стоимостью, что связано с дискретной технологией изготовления светодиодов данного типа и систем управления к ним. Светотехнологическая проблема интеграции диодных источников света заключается в поэтапной разработке высокоэффективных излучающих гетероструктур на материалах AIIIBV и их гибридной имонолитной функционально-технологической интеграции с кремниевыми транзисторными структурами, на которых разработаны многофункциональные интегральные схемы управления.
    С учетом тенденций на внедрение энергосберегающих технологий не вызывает сомнения актуальность создания твердотельных AIIIBV RGB-источников белого света на подложках кремния, что будет способствовать значительному энерго- и ресурсосбережению в сравнении с существующими светоизлучающими устройствами.
    Работы по исследованию и созданию функциональных оптоэлектронных устройств являются одними из направлений систематических исследований методов интеграции твердотельных источников света, которые проводятся в Институте микроприборов Национальной Академии Наук Украины и на кафедре микроэлектроники НТУУ «КПИ».
    Решение данной задачи невозможно без синтеза физико-технологических методов транзисторной микроэлектроники и полупроводниковой оптоэлектроники, которая базируется на гетерогенных системах с манипуляцией основным (а не только примесным) химическим составом отдельных областей твердотельных структур.
    Как известно, ограничение пропускной способности полупроводниковых структур при их объединении в большие интегральные схемы (БИС) обусловлено как физическим уменьшением микрообластей, так и увеличением взаимных помех, которые создаются подвижными зарядами электронов и дырок. Существенным результатом интеграции является увеличение функциональных возможностей элементов за счет использования в них физических явлений, позволяющих реализовать дополнительные либо принципиально новые функции материалов. Учитывая все более возрастающую значимость нанотехнологий в электронике, за счет качественно и количественно новых свойств, которые проявляются в пределах 1100 нм [] в процессе интеграции, обозначаются перспективы для увеличения информационной способности элементов на единицу площади.
    В последние годы достигнуты существенные результаты по исследованию физических процессов и схемотехнических решений, конструированию и технологии получения дискретных оптоэлектронных элементов и интеграции транзисторных структур. Тем самым создана необходимая база для изучения фундаментальных физических процессов, лежащих в основе методов интеграции элементов на материалах AIIIBV странзисторными структурами на Si для получения RGB-источников белого света. При этом важными являются процессы излучательной, безызлучательной, объемной и поверхностной рекомбинаций, оптической, тепловой генерации носителей тока в оптоэлектронных микро- инаноструктурах.
    В интегральных структурах должна быть обеспечена высокая однородность и возможность управления свойствами микро- и нанообластей на большой площади. Выполнение этих требований можно решить с помощью управления параметрами слоев, которыми обладают методы эпитаксии из металлоорганических соединений (MOCVD), нашедшей широкое применение в технологиях изготовления светодиодов, способных излучать в диапазоне от ультрафиолетовых до инфракрасных длин волн.
    Первые одночиповые устройства AIIIBV/Si были предложены еще в1972 году [, ]. Однако технологические проблемы за истекший период не были решены. В последнее время количество работ, посвященных теоретическим исследованиям и практической реализации белых светодиодов с люминофорами на подложках кремния резко увеличилось. В настоящей работе впервые поставлены задачи всестороннего исследования гибридной и монолитной интеграции RGB-источников белого света на кремнии и соединениях AIIIBV, а также возможности многоцелевого использования реализованных светодиодных структур.
    Массовый переход на светодиодное освещение требует совмещения элементов на кремнии с гетероструктурами AIIIBV, что является актуальной проблемой создания функциональных устройств на одном чипе AIIIBV/Si. На базе данных структур может быть решен ряд проблем интегральной оптоэлектроники, среди которых наиболее актуальной представляется снижение стоимости и повышение функциональных возможностей RGB источников белого света на подложках кремния с микропроцессорным управлением с использованием светодиодных гетероструктур в качестве селективных фотоприемников обратной связи.

    Связь работы с научными программами, планами, темами
    Выполненные в работе исследования являются продолжением иразвитием работ, которые проводились филиалом кафедры микроэлектроники факультета электроники НТУУ «КПИ» в Научно-исследовательском институте микроприборов НАН Украины и связаны сразработкой и проектированием перспективных светодиодных устройств потенциально широкого применения. Исследования проводились всоответствии с программами научных исследований Научно-исследовательского института микроприборов НАН Украины, включая: програму международного сотрудничества Фонда фундаментальных исследований Украины с республикой Беларусь в рамках НИР № Ф41.2/018 «Разработка научных основ технологи темплетных наноструктур интегральных оптоэлектронных элементов на III-нитридах» (Ф41/70-2012); ОКР «Создание исследовательско-промышленного участка для производства сверхмощных RGB-светодиодов» по распоряжению Президиума НАН Украины от 29 февраля 2012 г. №142.

    Цель и задачи исследования
    Цель диссертационной работы заключается в разработке научных основ интеграции светодиодных структур на III-нитридах с управляющими структурами для реализации RGB сверхъярких источников белого света на подложках кремния.
    Для достижения указанной цели требовалось решить следующие задачи:
    - Установить закономерности влияния тепловых процессов на интегрированные структуры ІІІ-нитридов: связь между атомным составом активной области светоизлучающих структур и среднеквадратичными динамическими смещениями атомов кристаллической решетки и квантовым выходом излучения.
    - Исследовать реверсивный режим работы светодиодов как селективных фотоприемников, их температурные зависимости в режиме реверсивной обратной связи в микропроцессорном управлении.
    - Разработать программное обеспечение на основании математической модели расчета процентного соотношения RGB-каналов излучения взависимости от формы, размеров и расположения микрокластерных RGB структур на поверхности чипа.
    - Выбрать составы твердых растворов активных областей на их основе для селективной газофазной эпитаксии на подложках кремния с низкой плотностью дислокаций в структуре и повышенным квантовым выходом излучения.
    - Разработать интегральные RGB-источники белого света на подложках кремния с микропроцессорным реверсивным управлением и повышенными возможностями.

    Научная новизна
    1. Впервые установлена прямая связь между атомным составом активной области светоизлучающих структур и среднеквадратичными динамическими смещениями атомов кристаллической решетки GaN и InGaN.
    2. На основе исследований нанопористых структур анодированного оксида алюминия (Al2O3) разработана излучающая матричная гетероэпитаксиальная наноструктура, которая представляет собой систему структурированных нанообластей, объединенных в микрокластеры для формирования R-, G-, B-каналов излучения.
    3. Исследована селективная спектральная фоточувствительность светодиодов винтегральных RGB-источниках белого света, предложена и разработана модель RGB-источника белого света с реализацией реверсивного режима включения светодиодных структур.
    4. Разработано методику распределение атомных составов твердых растворов InxGa1-xN в микрокластерных структурах чипа, которое рассчитано на основе разработанного программного обеспечения, реализованного исходя из математической модели влияния геометрических размеров наноструктур для селективной эпитаксии RGB кластеров.
    5. Разработана методика и проведен математический расчет процентного соотношения RGB-каналов излучения для получения необходимых светотехнических параметров интегральных источников белого света.

    Практическое значение полученных результатов
    1. Углубление понимания процессов формирования интегральных RGB-источников белого света с использованием зарощеных ІІІ-нитридами пористых наноструктур на подложках кремния.
    2. Детальные исследования селективной спектральной фоточувствительности светодиодных структур красного, зеленого и синего диапазонов длин волн излучения дают возможность использовать интегральные RGB-матрицы светодиодов для реализации обратной связи по интенсивности излучения спомощью кремниевого микропроцессора, что способствует улучшению плотности упаковки интегральных источников белого света и может быть использовано в компактных источниках освещения.
    3. Разработанная твердотельная излучающая матричная III-N гетероэпитаксиальная структура белого света на подложках кремния позволяет в разы уменьшить стоимость источников белого света и является перспективной для массового изготовления источников «умного» освещения.
    Все полученные результаты работы могут быть использованы в производстве RGB-источников белого света, что позволит существенно улучшить экономические показатели производства RGB излучателей белого света путем их интеграции с высокотехнологичным производством транзисторных интегральных схем на кремнии.
    Результаты работы внедрены в Научно-исследовательском институте микроприборов НАН Украины (акты внедрения).

    Личный вклад диссертанта. Основные положения и результаты данной работы получены автором самостоятельно.
    В диссертационной работе обобщены результаты теоретических иэкспериментальных исследований, выполненных автором диссертации лично и в соавторстве. В работах, написанных в соавторстве, соискателю принадлежат результаты и выводы, приведенные в диссертации и автореферате.
    Автор принимал непосредственное участие в подготовке и получении исследуемых RGB-излучающих образцов. Самостоятельно были проведены измерения спектров излучения и поглощения, возбуждения и измерения спектров фото- и электролюминесценции, вольтамперных характеристик (ВАХ), люксамперных характеристик (ЛАХ), температурных зависимостей излучения. В соавторстве были проведены исследования структуры и химического состава материалов методами ВИМС и РЭМ.
    Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации представлялись и обсуждались на международных конференциях:
    1. IV международной научно-технической конференции молодых ученых «Электроника 2011», 2931 марта 2011 года, Киев, Украина.
    2. XXXI Международной научно-технической конференции «Электроника и нанотехнологии», 1214 мая 2011 г., Киев, Украина.
    3. 7-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия, алюминия структуры и приборы», 1417 февраля 2010 г., Москва, Россия.
    4. 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия, алюминия структуры и приборы», 2628 мая 2011 г., С.-Петербург, Россия.
    5. ХХХІІІ Международной практической конференции «Применение лазера в медицине и биологии», 7-14 апреля 2010 г., Ужгород.
    6. VI Международной конференции по оптико-электронным информационным технологиям Photonics-ODS 2012, 1-4 октября 2012 г., Винница.

    Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 научных работ в профессиональных изданиях в частности 4 патента на полезную модель, 6 статей в научных специализированных тематических изданиях и 5 тезисов в сборниках материалов конференций, среди которых 4 выполнены автором самостоятельно.

    Структура и объем работы. Диссертация состоит из списка условных обозначений, сокращений и терминов, вступления, четырех разделов, оглавления и выводов, общий объем основного текста работы составляет 132 страниц, работа содержит 51 иллюстрацию, 7 таблиц и дополнена списком использованных источников литературы из 89 наименований. Общий объем работы со списком литературы составляет 143 страницы.





    . Хартманн У. Очарование нанотехнологии. [пер. с немец.]. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2008. 173 с.


    . Osinsky V. Structural perfection of selective GaAs regions in Si-substrate windows / T.M. Katsapov, E.A. Tyavlovskaya. Phys. Stat. Sol. 1984. Vol. 82, №2. P. 174177.


    . Ocинский В.И. Проблемы интеграции структур гетероэлектроники с кремниевыми ИС. / В.И. Ocинский, П.Ф. Олексенко, А.В. Палагин, В.Г. Вербицкий и др. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 1999. №1. С. 317.
  • Список литературы:
  • ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

    1. На основании аналитических и экспериментальных исследований гибридной и монолитной интеграции Si/AIIIBV RGB источников белого света с транзисторными схемами управления реализованы принципиально новые твердотельные источники белого света на гибком носителе алюминий-полиимид и кремнии. В результате получены источники белого света (12 кристаллов, плотность упаковки которых составляет ˂5 элементов на см2) с потребляемой мощностью 12,5 Вт, освещенностью 600 лк с микропроцессорным управлением цветовой температурой излучения в диапазоне 240010000 К.
    2. В результате проведенного в работе теоретического анализа влияния динамики кристаллической решетки на квантовый выход излучения впервые расчитаны среднеквадратичные динамические смещения атомов кристаллических решеток соединения GaN и твердого раствора InGaN, на которых основаны источники белого света. Это позволило установить прямую связь между атомным составом активной области светоизлучающих структур GaN, InGaN и среднеквадратичными динамическими смещениями их атомов кристаллических решеток. Для GaN экспериментально определены температурные изменения интенсивностей излучения (0,05 отн. ед/100 К), длин волн в максимуме излучения (3-10нм/100К), ширин спектральных линий электролюминесценции (5нм/100К) и выполнен расчет вероятностей безызлучательной рекомбинации в диапазоне температур -40°С +60°С. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с аналогичными исследованиями для фосфида индия. Экспериментально установлено, что интенсивность излучения при изменении температуры в диапазоне -40°С +60°С уменьшается в GaN в 2 раза меньше чем в InP. Это обосновывает целесообразность замены обычно применяемых твердых растворов красных светодиодных структур AlInGaP на твердые растворы InxGa1-xN с содержанием индия ~ 30-40%. При этом так же обеспечивается монолитная интеграция RGB излучателей в одном технологическом процессе.
    3. Исходя из экспериментальных исследований гибридной интеграции оптоэлектронных элементов с транзисторными схемами управления доказано, что благодаря использованию в интегральных RGB структурах мультиспектральных диодных субисточников света, микропроцессором можно задать цветовые температуры излучения в диапазоне 240010000К, соответствующие дневной смене естественного света с индексом цветопередачи 90-95Ra. В результате экспериментальных исследований фотолюминесценции GaN введена функциональная температурная стабилизация излучения путем использования компенсирующих элементов с позитивной температурной зависимостью интенсивности излучения твердых растворов AIIIBV для уменьшения влияния температурных изменений на цветовую температуру.
    4. На основании проведенных в работе экспериментальных исследований фоточувствительности гетероструктур красного (0,1 А/Вт), зеленого (0,08 А/Вт) и синего (0,1 А/Вт) светодиодов установлена степень спектральной селективности их чувствительности. Исследования показали снижение фотоотклика красного (>5.103 раз), зеленого (>104 раз) и синего (>105 раз) светодиодов при сдвиге длин волн в сторону ИК диапазона и плавное (~15% на 100 нм) уменшение фотоотклика при сдвиге в сторону УФ диапазона, в результате обоснован выбор красного светодиода в качестве селективного фотоприемника. В итоге реализован реверсивный режим включения гетероструктур AlInGaP с импульсами тока частотой F=190Гц и скважностью Т»0,5 в гибридно-интегральных RGB-матрицах светодиодов для осуществления обратной связи по интенсивности излучения спомощью кремниевого микропроцессора, что привело к уменьшению количества элементов устройства за счет разнесения во времени функций излучателя и фотоприемника в одном чипе и созданию основ для внедрения светодиодных структур с реализацией реверсивного режима включения в качестве селективных фотоприемников для монолитных RGB источников белого света.
    5. Изобретена и запатентована новая твердотельная излучающая матричная RGB гетероэпитаксиальная наноструктура белого света на основе III-нитридов, выполненная в нанопорах Al2O3 и SiO2, обьединенных в микрокластеры, расположенные на кремниевой подложке (2″16″) с транзисторными схемами управления излучением, что дает возможность целенаправленно изменять светотехнические параметры интегрального источника света и получить сверх яркие RGB светодиодные структуры с индексом цветопередачи 90-95 Ra за счет использования системы квантовых ям с разной концентрацией In в R-, G-, B-микрокластерах.
    6. На основе разработанной численной модели расчета процентного соотношения каналов излучения, которые базируются на уравнениях Мак Адама по определению цветовой температуры с погрешностью в расчетах ±2 К и экспериментальных исследований освещенности полученой от красного, зеленого и синего диодных источников света, определена процентная составляющая каждого канала излучения (28:71:1, 15:81:4, 11:83:6, 21:47:32 для цветовых температур 3224 К, 3614 К, 3754 К и 6077 К), в результате чего для AIIIBV RGB источников белого света на кремнии создано прикладное программное обеспечение с графическим интерфейсом, позволяющее моделировать распределение микрокластерных RGB структур на поверхности структурированных буферных нанослоев в чипе.


    Таким образом, теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что разработанные и запатентованные AIIIBV гибридно-интегральные RGB источники белого света на подложках кремния могут быть использованы при изготовлении недорогих, портативных, энергосберегающих и многофункциональных устройств интеллектуального освещения. Проведенные в данной работе исследования могут быть использованы в производстве твердотельных процессоров света, что дает возможность существенно повысить экономические показатели производства RGB-источников белого света путем их монолитной интеграции с высокотехнологичным производством транзисторных интегральных схем на кремнии.
    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
    [1]. Хартманн У. Очарование нанотехнологии. [пер. с немец.]. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2008. 173 с.
    [1]. Osinsky V. Structural perfection of selective GaAs regions in Si-substrate windows / T.M. Katsapov, E.A. Tyavlovskaya. Phys. Stat. Sol. 1984. Vol. 82, №2. P. 174177.
    [1]. Ocинский В.И. Проблемы интеграции структур гетероэлектроники с кремниевыми ИС. / В.И. Ocинский, П.Ф. Олексенко, А.В. Палагин, В.Г. Вербицкий и др. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 1999. №1. С. 317.
    [1]. Osinsky V. Si/A3B5 one chip white LED sources integration. / V. Osinsky, D.Murchenko, H. Hooshmand // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. 2009. Vol. 12, № 3. Pp. 240250.
    [1]. Осинский В.И. Интеграция светодиодных и транзисторных микроструктур источников твердотельного освещения / В.И. Осинский // Материалы V Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика 2005». МоскваЗеленоград. 2005 г. Ч.1. С. 260261.
    [1]. Осинский В.И. Оптоелектронные структуры на многокомпонентных полупроводниках / В.И. Осинский, В.И. Привалов, О.Я. Тихоненко. Мн.: Наука и техника, 1981. 208 с.
    [1]. Curran John W. LED Transformations, LLC / John W. Curran, Shawn P. Keeney // 100,000 Hour Lifetimes And Other LED Fairytales. New York. 2008. p.127
    [1]. Shubert E.F. Solid-State Light Sources Getting Smart / E.F. Shubert, J.K.Kim // Science. 2005. Vol. № 308 (5726). P. 1274.
    [1]. Zukauskas A. Quadrichromatic white solid state lamp with digital feedback / A. Zukauskas, G. Kurilicik, M. Shur, R. Gaska et all // Proc of SPIE. 2004. Vol. 5187. P. 185.
    [1]. Thornton W. A. Luminosity and color rendering capability of white light / W. A. Thornton // J. Opt. Soc Am. 1971. Vol. № 61. P. 1155.
    [1]. Ivey H. F. Color and efficiency of luminescent light sources / H. F. Ivey // Opt. Soc. Am. 1963. Vol. № 53. P. 1185.
    [1]. Chhajed S. Influence of junction temperature on chromaticity and color rendering properties of trichromatic white light sources based on light-emitting diodes / S. Chhajed, Y. Xi, Y.-L. Li, Th. Gessmann, E.F. Schubert // J. Appl. Phys. 2005. Vol. № 97. P. 54506.
    [1] АС № 551730 (СССР). Оптрон / Осинский В. И., Костюкевич Н. К.; заявитель и патентообладатель Осинский В.И., Костюкевич Н. К.
    [1]. Осинский В.И. Интегральная оптоэлектроника / В.И. Осинский // Мн.: Наука и техника, 1977. 248 с.
    [1] Осинский В.И. Разработка высокоэффективных микро-, нанотехнологий оптоэлектроники и коммуникационных систем / В.И. Осинский, В.Г. Вербицкий, И.М. Викулин. К.: Логос. 2009. С. 108.
    [1]. Пат.56544A Украина МПК Н01 L 21/208 Сперлюминесцентный белы светодиод и методы его изготовления / В.И. Осинский, В.Б. Вербицкий, Ю.В. Мокеев и др.; заявитель и патентообладатель В.И. Осинский, В.Б. Вербицкий, Ю.Г. Макеев и др. № 2002061236/05; заявл. 18.12.2001; опубл. 17.07.02, Бюл. № 21 (І ч.). 4 с.: ил.
    [1]. Osinsky V. I. Сosmic nanotechnologies of creating heterogenous information environment. Technologies of creating promising computer technique and systems with using latest electronical base / V. I. Osinsky // Collected papers of Institute of Cybernetics NASU. 2000. Vol. № 2. Pp.122128.
    [1]. Osinsky V. Band Gap Engeneering: Ion realisation of virtual quantum nanoelectronic heterostructures / V. Osinsky V. Verbitsky // Optoelectronic information-power technologies. 2001. Vol. № 1. Pp. 169183.
    [1]. Osinsky V.I. Optoelectronic properties of heterogeneous semiconductors at superhigh time and space frequencies / V.I. Osinsky // Proceedings 5-th International Symposium on recent advances in microwave technology. Kyiv. 1995. Part II. Pp.1116.
    [1]. Osinsky V.I. Super high-speed optoelectronics: technological fundamentals and economics / V.I. Osinsky // Proceedings of SPIE. Optoelectronic information Technologies. 2000. Vol. № 4425. Pp. 263271.
    [1]. Osinsky V. Integrated LED structures, received by gas charge epitaxy of GaAs1xPx films / V. Osinsky, F. Katsapov, V. Privalov // Proceeding of Belorussian Academy of sciences, phys.-mathematic series. 1977. Vol. №5. Pp. 7376.
    [1]. Osinsky V. Structural perfection of selective GaAs LED regions in Si substrate windows / V. Osinsky, F. Katsapov, E. Tyavlovskaya // Phys. Status Solidi. 1984. Vol. № 2. Pp. 174179.
    [1]. Patent 0006375A1 US МПК Н01 L 33/06 Light Mixing LED / Ou Chen, Hsu Chen-Ke; заявитель и патентообладатель Ou Chen, Hsu Chen-Ke. № 2006006375/06; заявл. 14.11.2005; опубл. 12.05.06, Бюл. № 5 (ІI ч.). 3 с.: ил.
    [1]. Сахаров А.В. Влияние релаксации напряжений на формирование активной области гетероструктур InGaN/(Al)GaN для светодиодов зеленого диапазона / А.В. Сахаров В.В. Лундин, Е.Е. Заварин, М.А. Синицын и др. // ФТП. С.-Петербург. Т. 43(6). С. 841846.
    [1]. Ku Chin Lin Approach for optimization of the color rendering index of light mixtures / Ku Chin Lin // J. Opt. Soc. Am. A. 2010. Vol. № 27(7). Pp. 15101520.
    [1]. Цацульников А.Ф. Монолитный белый светодиодс активной областью на основе квантовых ям InGaN, разделенных короткопериодными InGaN/GaN-сверхрешетками / А.Ф. Цацульников, В.В. Лундин, А.В. Сахаров, Е.Е. Заварин // ФТП. 2010. Т. № 44(6). С. 837840.
    [1]. Варшни И.П. Собственная излучательная рекомбинация / И.П. Варшни. В.сб.: Излучательная рекомбинация в полупроводниках. М.: Наука. 1972. С. 9124.
    [1]. Сирота Н.Н. О механизме излучательной рекомбинации p-n переходов на фосфиде индия / Н.Н. Сирота, В.И. Осинский, Г.Г. Шпенок. КПС. 1968. Т. №1. С. 144147.
    [1]. Варламов И.В. Конструкция оптрона / И.В. Варламов, В.К. Дмитриев // Электронная техника, Микроэлектроника. 1975. Т. № 3 (57). С. 3843.
    [1]. Duggal A. R. Organic electroluminescent devices for solid-state lighting / A. R. Duggal // Organic Electroluminescence [edited by Z. H. Kafafi]. F.: Boca Raton, 2005. 202p.
    [1]. Осинский В.И. С RGB диодным освеще-нием здоровые дух и тело / С.В. Павлов, П.В. Деминский // Тези доповідей XIII Міжнародної наукової конференції Використання лазера у медицині та біології”, Ужгород. 2001р.
    [1]. Осинский В.И. Интегральная оптоэлектроника / В.И. Осинский. Мн.: Наука и техника, 1977. 248 с.
    [1]. Блекмор Дж. Статистика электронов в полупроводниках / Дж. Блекмор. М.: Мир, 1964. 392 с.
    [1]. Свечников С.В. Элементы оптоэлектроники / С.В. Свечников. М.: Сов. Радио, 1971. 272 с.
    [1]. Носов Ю.Г. Оптоэлектроника / Ю.Г. Носов. М.: Сов. Радио, 1977. 232 с.
    [1]. Шуберт Ф. Светодиоды / Ф. Шуберт; [пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича]. 2-е изд. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. 496 с. ISBN 978-5-9221-0851-5.
    [1]. Сирота Н.Н Влияние температуры на спектр рекомбинационного излучения p-n переходов на фосфиде индия / Н.Н. Сирота, В.И. Осинский. КПС, 1966 Т. №8(4). С. 313315.
    [1]. Осинский В.И. Измерение низких температур по вольтамперным и рекомбинационным характеристикам арсенид-галлиевых диодов / В.И. Осинский, Н.Н.Сирота. Изв. АН БССР. Сор. Физ-мат. Наук, 1965, Т. №3. С. 130.
    [1]. Сирота Н.Н. Влияние температуры на квантовый выход рекомбинационного излучения электронно-дырочных переходов в фосфиде индия / Н.Н.Сирота, В.И. Осинский // Сб.: Химическая связь в полупроводниках и термодинамика. Мн.: Наука и техника. 1966. С. 217220.
    [1]. Nakamura S. Introduction to Nitride Semiconductor Blue Lasers and Light Emitting Diodes / S. Nakamura, S.F. Chichibu. 2000. 301 p.
    [1]. Zweben C. Advances in composite materials for thermal management in electronic packaging / C. Zweben // JOM. 1998. Vol. № 50. Pp. 4751.
    [1]. Jin S. Advances in Thermal Management Materials for Electronic Applications / S. Jin // JOM. 1998. Vol. № 50. P. 46.
    [1]. Barcenna J. Innovative packaging solution for power and termal management of wide-bandgap semiconductor devices in space applications / J. Maudes, M. Vellvehi, X. Jorda // Acta Astrinautica. 2008. Vol. № 62. Pp. 422-430.
    [1]. Chris H. Stoessel Improved hollow cathodemagnetrondepositionfor producing high thermal conductivity graphite-copper composite / H.Stoessel Chris, J.C. Withers, C. Pan, D. Wallace, R.O. Loutfy // Surf. Coat. Tech. 1995. Vol. 7677. Pp. 640644.
    [1]. Lasky R. Growth continues for passive components / R. Lasky // Electronic Packaging and Production. 1998. Vol. № 1. Pp. 6466.
    [1]. Couturier R. Elaboration and Characterization of a Metal Matrix Composite: Al/AlN / R. Couturier, D. Ducret, P. Merle, J.P. Disson // Euro. Cera. Soc. 1997. Vol. №17. Pp. 18611866.
    [1]. Shubert Th. Interfacial design of Cu-based composites prepared by powder metallurgy for heat sink applications / Th. Shubert, B. Trindade, T. Weisgarber, B. Kieback // Mater. Sci. Eng. 2008. Vol. 475. Pp. 3944.
    [1]. Mallik S. Investigation of Thermal Management Materials for Automotive Electronic Control Units / S. Mallik, N. Ekere, C. Best, R. Bhatti // App. Therm. Eng. 2011. Vol. 31. Pp. 355362
    [1]. HE X.B. One-step synthesis route ofthealigned and non-aligned single crystalline / X.B. HE, X. H. Qu, S. B. Ren, C.C. Jia // Sci. China Ser. E-Tech. Sci. 2009. Vol. № 52. Pp. 238242.
    [1]. Liu J. Pressureless infiltration of liquid aluminum alloy into SiC preforms to form near-net-shape SiC/Al composites / J. Liu, Z. Zheng, J. Wang, Y. Wu, W. Tang, J. Lu // J. Alloys. Compd. 2008. Vol. № 465. Pp. 239243.
    [1]. Осинский В.И. Темплетні шари для наногетероструктур Si/А3В5 / В.И. Осинский, В.А. Лабунов, Г.Г. Горох, Н.Н. Ляхова, Н.О. Ляхова, Д.В. Соловей // Электроника и связь. Тематический выпуск «Проблемы электроники». 2008. Ч. 1. 98-101 с.
    [1]. Nakamura S. The Blue Laser Diode: The Complete Story / S. Nakamura, S. Pearton, and G. Fasol. New-York: Springer-Verlag. 2000. 202 p.
    [1]. Kuykendall T. Complete Composition Tunability of InGaN Nanowires using a Combinatorial Approach / T.Kuykendall, P. Ulrich, S. Aloni, and P. Yang // Nature Mater. 2007. Vol. № 6. P. 951.
    [1]. Ambacher O. Growth and applications of Group III-nitrides / O. Ambacher // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. Vol. № 31. Pp. 26532710.
    [1]. Matsuoka T. Wide-gap semiconductor (In, Ga)N / T. Matsuoka, H. Tanaka, T. Sasaki, A. Katsui // Inst. Phys. Conf. Ser. 1990. Vol. № 106. P. 141.
    [1]. Kim H.J. Growth of In-rich InGaN/GaN quantum dots by metalorganic chemical vapor deposition / H. Na, S.-Y. Kwon, H.-C. Seo, H.J. Kim, Y. Shin, K.-H. Lee // J. Crystal Growth. 2004. Vol. № 269. P. 95.
    [1]. Kima H. J. Compositional analysis / Hee Jin Kima, Yoori Shina et. al. // Journal of Crystal Growth. 2008. Vol. 310. Pp. 30043008.
    [1]. Лундин В.В. Влияние давления в реакторе на свойства активной области InGaN/GaN светодиодов / В.В. Лундин, Е.Е. Заварин, М.А. Синицын, А.В. Сахаров и др. // ФТП. 2010. Т. 44 (1). С. 43-46.
    [1]. Павлюченко А.С. Проявление инжекционного механизма падения эффективности светодиодов на основе AlInGaN в температурной зависимости внешнего квантового выхода / А.С. Павлюченко, И.В. Рожанский, Д.А. Закгейм // ФТП. 2009. Т. 43 (10). С.47.
    [1]. Ляхова Н.О. Моделирование влияния темплетных размеров на дислокационность наноструктур при селективной эпитаксии III-нитридов / Н.О. Ляхова / Электроника и связь. 2011. Ч. №3. С. 205.
    [1]. Осинский В.И. Кластерная модель образования нитрида алюминия в нанореакторах оксида алюминия / В.И. Осинский, В.И. Глотов,И.В. Масол, Н.О. Ляхова, П.В. Деминский // Электроника и связь. 2011. Ч. №3. С. 4044.
    [1]. Пат.66596 Украины МПК Н 01 L 33/00, H 01 L 21/00. Излучающая матричная гетероепитаксиальная наноструктура / Осинский В.И., Деминский П.В., Ляхова Н.Н. Масол И.В.; заявитель и патентообладатель Осинский В.И., Деминский П.В., Ляхова Н.Н., Масол И.В. - № U201107603; заявл. 16.06.2011; опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1. 3 с.: ил.
    [1]. Specifications for the Chromaticity of Solid State Lighting Products. Ansi Nema Anslg C78.377. American National Standards Institute. 2008, Virginia: American National Standard Lighting Group. P.135.
    [1]. Сошников И.П. Особенности формирования внедрений InxGa1-xN GaN MOCVD / И.П. Сошников, В.В. Лундин, А.С. Усиков и др. // ФТП. 2000. Т. 34 (6). С.234237.
    [1]. Hee J. K. Compositional analysis of In-rich InGaN layers grown on GaN templates by metalorganic chemical vapor deposition / J. K. Hee, Y. Shin, Soon-Yong Kwon, Hyun Jin Kim, S. Choi, S. Hong // Journal of Crystal Growth. 2008. Vol. 310. Pp. 3004 3008.
    [1]. Лундин В.В. Влияние давления в реакторе на свойства активной области InGaN/GaN светодиодов / В.В. Лундин, Е.Е. Заварин, М.А. Синицын, А.В. Сахаров и др. // ФТП. 2010, Т. 44 (1). С. 45.
    [1]. Moses P. G. Band bowing and band alignment in InGaN alloys / P. G. Moses, Chris G. Van de Walle. // Appl. Phys. Leltt. 2010. Vol. № 96. P. 21908.
    [1]. Hori M. Optical Properties of InxGa1—xN with Entire Alloy Composition on InN Buffer Layer Grown by RF-MBE / M. Hori, K. Kano, T. Yamaguchi, T. Saito, T. Araki, Y. Nanishi, N. Teraguchi, A. Suzuki // Phys. Stat. Sol. 2002. Vol. 234. P. 750.
    [1]. Wu J. Small band gap bowing inIn1−xGaxNalloys // J. Wu, W. Walukiewicz, K.M. Yu, J.W. Ager. III, E.E. Haller, H. Lu, W.J. Schaff // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. № 80. P. 4741.
    [1]. Kurouchi M. Growth and properties of In -rich InGaN films grown on (0001) sapphire by RFMBE // M. Kurouchi, T. Araki, H. Naoi, T. Yamaguchi, A. Suzuki, Y. Nanishi, Phys. Stat. Sol. 2004. Vol. 241. P. 2843.
    [1]. Davydov V. Yu. Band Gap of InN and In-Rich InxGa1-xN alloys (0.36 < x < 1) / V. Yu. Davydov, A.A. Klochikhin, V.V. Emtsev, S.V. Ivanov, V.V. Vekshin, F. Bechstedt, J. Furthmuller, H. Harima // Phys. Stat. Sol. 2003. P. 230.
    [1]. Cangeloso S. LED Lighting / S. Cangeloso // O’Reilly Media, Inc. S.: Gravenstein Highway North. 2001. P. 1005. ISBN: 978-1-449-33476-5.
    [1]. Vegard L. Die Konstitution der Mischkristalle und die Raumfüllung der Atome / L. Vegard // Zeitschrift für Physik. 1921. Vol. 5. P. 17.
    [1]. Denton A. R. Vegard’s law / A. R. Denton, N. W. Ashcroft // Phys. Rev. A, Harvard. edu. 1991. Vol. № 43. Pp. 31613164.
    [1]. Osinsky V.I. Si/A3B5 one chip integration of white LED sources / V.I. Osinsky, D.I. Murchenko, H. Hushmand // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. − 2009. − 240−250 с.
    [1]. Осинский В.И. Интеграция светодиодных и транзисторных микроструктур источников твердотельного освещения / В.И. Осинский // Материалы V Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика 2005». Москва-Зеленоград, МИЭТ. 2005. Ч.1. С. 260261.
    [1]. Осинский В.И. Технологическая и функциональная интеграция мощных светодиодов на тринитридах и фосфидах / В.И. Осинский, Вербицкий В.Г., Тучинский И.А. // Электроника и связь. Тематический выпуск «Проблемы электроники». 2008. Ч.1. С. 121.
    [1]. Пат.66595 Украины МПК Н 01 L 33/26. Полупроводниковая гетероструктура / Осинский В.И., Деминский П.В., Ляхова Н.О. Масол И.В.; заявитель и патентообладатель Осинский В.И., Деминский П.В., Ляхова Н.О., Масол И.В. - № U201107599; заявл. 16.06.2011; опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1. 2 с.: ил.
    [1]. Осинский В.И. Квантово-размерные гетерогенные излучающие структуры / В.И. Осинский, А.Н. Бобков // Оптико-электронные информационно-энергетические технологии. 2006. Т. №1 (11). С. 165174.
    [1]. Жимская Н.В. Температурная зависимость чувствительности кремниевых фотодиодов / Н.В. Жимская, Е.И. Федорова // Физика полупроводников и полупроводниковая электроника. 1977. Вып № 8. С. 8286.
    [1]. Амброзяк А. Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов / А. Амброзяк. М.: Сов. Радио. 1970. 392 с.
    [1]. Osinsky V.I. Information conception of image perceprion at solid-state lighting / V.I. Osinsky // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. 2007. 30 с.
    [1] Деминский П.В. Температурные и концентрационные свойства Si/AIIIBV RGB источников света / В.И. Осинский, Н.Н. Ляхова, А.П. Моторный, И.В. Масол, Н.О. Суховий // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. 2012. Т. №2 (24). Сс. 5057.
    [1]. Милнс А.
  • Стоимость доставки:
  • 150.00 грн


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины