沟槽填充p型氮化镓可增加InGaN LED输出功率
时间:2021-05-23来源:佚名
|
韩国首尔国立大学和三星电子有限公司已经使用填充有p型氮化镓的沟槽来增加InGaN LED的输出功率。
沟槽的目的是使孔更有效地进入多量子阱(MQW)结构。在传统的LED中,来自顶部p-GaN接触层的孔往往要远离阱顶部,这意味着从阱下部发出的光不会太多。通过沟槽,研究人员希望增加进入设备较深部分的孔的数量(图1a)。
图1(a)常规LED和p型沟槽LED的MQW孔分布 (b)张力存在或消除时,MQW的能带结构
研究人员也希望用沟槽分裂应变材料能减少由III族氮化物极化引起MQW结构中的压电场。张力的出现是由于GaN和InGaN晶体结构之间出现晶格失配。
在量子阱结构中,在内建极化电场的作用下,能带发生倾斜,电子和空穴发生分离,波函数交叠量减少,并转换成光子(图1b),这就是通常说的量子限制斯塔克效应(QCSE)。通过在半极性或非极性晶体取向中生长材料可以避免这种影响,但是通常需要使用昂贵的自立式或大块的GaN基板。
空穴运输差是导致高电流注入时效率下降的其中一个原因。由于大多数的电子-空穴复合发生在一个或两个阱中,非辐射“俄歇”似的起始电流就会降低。此外,电子溢出到p-GaN接触层中的概率大大增加。
用金属有机化学气相沉积法 (MOCVD) 在c面蓝宝石基板上生长的的3nm/12nmInGaN / GaN多量子阱,通过电子束光刻法定义沟槽。有源区发出蓝光。光刻在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)抗蚀剂的100nm涂层上进行。通过电感耦合等离子体蚀刻将形成沟槽的图案转移到MQW结构中,在950℃温度和200Torr压力下,p型GaN填充的沟槽横向生长。 |







