《氢化物外延生长的铝镓氮紫外发光二极管的外量子效率光衰》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: chenfang
  • 发布时间:2015-01-29
  • HVPE法生长360nmAlGaN/GaN UV和市场上可以买到的InGaN/GaN blue LED芯片的比较研究已经完成。这两种类型的LED光衰的共同特点是注入电流后分路导电性的增强。这些分路分布在扩展缺陷系统(EDS)中。导电性的增加是因为富集Ga或者In原子的EDS一部分中多声子载流子复合下形成的缺陷。这个过程是伴随着局部过热和Ga或者In原子的迁移。为了将AlGaN/GaN UV LEDs的寿命增加到2000小时,提高其纳米结构和纳米AlGaN成分排序显得尤为重要。

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    • 编译者:Lightfeng
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    • 美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国科罗拉多大学报告称铝氮化镓/氮化镓(AlGaN / GaN)壳/核纳米线发光二极管(LED)的其光输提高了出约为5倍。 利用AlGaN / GaN来开发诸如365nm波长的紫外LED可以广泛应用于杀毒、消菌、印刷、通信和特殊照明等领域。这些领域有的一些需要深紫外LED,即UV波长更短,小于300nm。纳米线结构有助于提高传统技术下的高铝含量AlGaN LED的效率(大多数低于10%)。 首先,使用等离子体辅助分子束外延(PAMBE)在具有氮化硅掩模的(111)硅上的氮极性GaN / AlN模板上生长有序的纳米线阵列。硅掺杂的n-GaN核在860℃的衬底温度下生长。核心长度约为2μm,修改纳米线生长过程以包括对p-i-n LED的掺杂。LED p接触电极由垂直入射的20nm / 200nm镍/金沉积构成,接着是45nm的200nm金。使AlGaN / GaN LED经受延长的电流注入似乎对p接触具有电退火效应,从而提供增加的电致发光(EL)强度和更低的串联电阻。进一步开发优化的p接触金属化和退火工艺有望降低老化效应并提高整体器件性能。 研究人员比较了AlGaN / GaN异质结LED与先前由该组报道的GaN / GaN同质结纳米线器件的性能,AlGaN / GaN LED的导通电压高于GaN / GaN,可能与降低的电子溢流电流和增加的Al摩尔分数预期的空穴注入势垒有关。对于给定的电流注入,AlGaN / GaN纳米线LED中的集成EL强度约为GaN / GaN基准的5倍。
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    • 编译者:Lightfeng
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    • 北京大学已采用深紫外(DUV,波长小于300nm)发光的自组装侧壁量子阱(SQW)结构来改善基于氮化铝镓(AlGaN)化合物半导体合金的二极管的光输出功率性能。侧壁结构起因于在具有不同错切角的(0001)c面蓝宝石衬底上进行多量子阱(MQW)材料生长过程中的聚集效应。 北京研究人员认为他们的SQW方法是一种潜在的“颠覆性框架”,另外,SQW结构会产生载流子局部化效应,可以改善重组为光子的过程,并避免载流子被位错俘获,然后转变为基态而无光发射。 使用金属有机化学气相沉积c面蓝宝石上生长该材料。样品A、B、C相对于m平面的错切角分别为0.2°、2°、4°。然后进行相应的实验,通过比较室温和10K PL强度来评估内部量子效率(IQE)。对于样品A-C,室温IQE分别确定为46%,54%和59%。通过使用Lorentz曲线拟合将SQW和MQW排放行为分开,样本B的SQW区域的IQE估计为56%,而MQW仅管理45.6%。 试验后,直接在AlN模板层上生长的MQW的X射线分析表明,对于基材错切角分别为0.2°、2°和4°的线错位密度(TDD)分别为1.56x1010 / cm2、1.17x1010 / cm2和6.4x109 / cm2 。研究人员将4°MQW结构的较低TDD值视为有助于提高IQE的主要因素。 时间分辨的PL用于确定荧光寿命,结果表明,SQWs的荧光寿命比MQWs显着延长,这表明与MQWs相比,SQWs的非辐射重组得到了更有效的抑制。 研究人员评论表示,研究结果进一步证实了所提出的涉及SQW的有源区在器件性能方面比仅使用MQW具有更大的潜力,特别是当AlN和AlGaN的材料质量仍处于不良或中等水平时。