SimuLED ：用于 LED 和激光二极管设计和优化的工程工具

应用实例：Modeling of Surface Recombination in Micro-LEDs

简而言之， SimuLED 的功能包括以下耦合模拟：

• 异质结构和 LED 光谱中的载流子传输；
• LED 管芯中的电流扩散/聚集；
• LED 管芯中的传热过程；
• 从 LED 管芯中的光提取。

SimuLED 软件基于多尺度 LED 和 LD 建模方法。该模拟器可用于设计和优化基于 III 族氮化物和其他晶格材料以及混合结构的器件。漂移扩散模型适用于异质结构中的载流子传输、重组和光发射，而 LED/LD 芯片中的电流扩散则采用三维混合方法进行模拟。这使得计算速度非常快，同时反映了 LED/LD 中发生的基本物理过程。芯片中的自加热和电流扩散是自一致模拟的，这对于优化高功率器件和微型 LED 尤为重要。SimuLED 软件包由三个兼容的软件工具组成：SiLENSe、SpeCLED 和 RATRO：

SiLENSe 软件包设计用于对注入有源区的电子和空穴及其辐射和非辐射重组进行一维漂移扩散分析。所有重要的重组通道都被考虑在内，包括 Auger 重组和 III 族氮化物异质结构中固有的穿线位错重组。该软件可预测电流密度与施加在 p-n 结上的局部偏压的函数关系，并提供内部量子效率 (IQE)、发射光谱等重要特性以及整个异质结构中载流子分布的详细信息。SiLENSe 软件是异质结构开发和优化的工具，对器件和外延工程师都很有用。

SpeCLED 软件包可对在绝缘或导电基底上制造的 LED 晶粒中的电流拥挤和温度分布进行三维分析。它支持模拟单面和双面电极配置的平面和垂直芯片。该软件包可以优化已成为先进 LED 芯片重要单元的阻挡层和类 ITO 展开层。SpeCLED 软件利用 SiLENSe 软件按获得的计算结果，将电流密度指定为有源区各片段局部偏置值和温度的函数，并假设远离有源区的中性接触层具有欧姆行为。该工具被广泛用于优化接触电极的几何形状，并根据运行条件预测有源区的实际温度。

RATRO（光传播光线跟踪模拟器）是一种三维光线跟踪模拟器，用于模拟 LED 芯片的光传播、吸收和提取。RATRO 软件包使用 SpeCLED 软件获得的 LED 有源区非均匀光发射强度分布数据。然后，该软件包计算所有芯片表面的光强分布、远场分布以及整体芯片特性，如提取效率、总光输出、光偏振等。光线跟踪模型利用先进的规则/随机表面图案化光学模型，考虑了光在光滑和粗糙表面/界面、多层涂层和 DBR 上的折射、反射和吸收。