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多孔GaN上的绿光和橙光LED

稿件来源:今日半导体 责任编辑:ICAC 发布时间:2020-09-21

  美国UCSB一直在使用氮化镓多孔化工艺来增加氮化铟镓(InGaN)微米级发光二极管(μLED)的波长。多孔GaN的刚性较差,因此覆盖InGaN的“伪衬底”(PS)层的应变较小。

  疏松的InGaN通过“成分拉动效应”增加了再生长过程中的铟吸收,形成了更高的铟含量层,从而产生了更长的发射波长。这项工作有助于产生发射绿色光(500-565nm)甚至发射橙色(590-625nm)的器件。

  对于InGaNμLED,UCSB团队在c面蓝宝石上进行MOCVD。GaN层使用三甲基镓作为金属前驱体,而InGaN使用三乙基镓和三甲基铟。用于n型导电性的硅掺杂来自乙硅烷(Si2H6)。将由该材料制成的2mmx2mm的管芯干法蚀刻成尺寸为8μmx8μm到20μmx20μm的正方形瓷砖。对该多孔材料进行MOCVD再生长,产生LED结构。

  该团队首先研究了具有4%mx4μm面积的LED的平均发光波长(EL),这些尺寸的LED具有铟含量为4%的基础InGaN层。随着瓦片变小,波长发生红移。发射波长在很大程度上与μLED台面尺寸无关,没有明显的趋势。在100A / cm2时,器件的外部量子效率(EQE)小于0.44%,最大值来自20μm瓷砖上最大的μLED。较大的μLED的效率更高,表明通过表面重组效应会从有源区域的周边损失。

  研究小组还发现与发出绿色光的μLED相比,随着n-InxGa1-xN基层中铟成分的增加以及发出橙色光的μLED的量子阱的增加,v缺陷形成的增强导致引入了很多泄漏途径。这导致橙色μLED的泄漏电流增强。尽管发橙光器件的EQE很少,但证明了该技术在制造应变松弛型色彩可调μLED方面的潜力。

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