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与表面氮化镓发光二极管pn同质结结构由选择性区域再生
- Ming-Lun李,
- Shih-Sian王,
- Yu-Hsiang叶,
- Po-Hsun廖 amp;
- Jinn-Kong许凤
科学报告体积 9文章编号:3243 (2019) | 下载引用
摘要
在这项研究中,蓝色发光二极管(LED)结构基于氮化镓(GaN)。 每个结构具有表面氮化镓pn结,形成了选择性区域再生InGaN /氮化镓多重量子井发光)结构和作为承运人喷射器。 led显示有效孔注入和当前配置为形式传播p类型之间的氮化镓层发光和再生的n类型GaN顶层。 这些led表现出更高的发光效率和更低的操作电压比与再生的ledp型氮化镓层。 发光二极管的n型氮化镓层发出单峰谱在正向偏压下大约450海里。 在365纳米(即紫外线峰值。 甘,带边沿再生排放)没有因为表面氮化镓pn连接行为作为承运人注射器而不是光子喷油器。 换句话说,单峰蓝色发射不是由紫外线的光抽运光从表面释放pn氮化镓同质结。
介绍
白色发光二极管(wled)是下一代半导体光源,可用于解决能源短缺和环境问题1。 商业wled主要是由结合氮化镓(GaN)的蓝色LED和黄色磷或结合红、绿、蓝色LED。 InGaN-based制成的高效绿色或蓝色led半导体被认为是关键的设备,无论选择的方法。 外部量子效率(EQE)LED取决于内部量子效率(以)和光子光提取效率(李)活性层的领导。 大多数研究旨在提高李关注减少光子损失在led全内反射2,3.,4,5。 目前,效率降低,非热能的翻转的以大电流密度III-nitride led仍然是一个至关重要的问题。 几个拟议的机制,比如俄歇复合载体渗漏和活跃的地区活跃的地区,被认为是效率下垂的起源6。 不管效率下垂的主要来源,电流密度(即。 载体密度)活跃地区占主导地位的发病机制。 在活性层(即统一载波分布。 InGaN / GaN-based量子井(QW))在垂直方向垂直于异质外延层被认为是一个关键问题在氮效率减轻下垂发光二极管6。 当前传播在水平方向上平行于异质外延层被认为是一个关键问题,因为当前围着led的电极引起载体密度高,最终导致效率降低7,8。
最近,Kivisaari等。9,10,11提出GaN-based led电流注入结构运营商pn连接分散的活跃区域pn连接。 他们表明,diffusion-assisted载体注入(DACI)提供了一个可能的解决方案来缓解III-nitride led的效率降低。 相比传统GaN-based p i n发光二极管,该发光二极管,在活跃的地区pn连接,提供一种DACI机制,使电子和空穴扩散横向活跃地区,从而可能导致一个有效电流在LED大面积蔓延,减少效率下垂的效果。 在这项研究中,使结构与InGaN /氮化镓multi-quantum甘(发光)活性层下面pn连接由选择性区域再生技术实验。 前的设备区域再生一个的过程n甘类型(或p-GaN)顶层的有机气相外延(MOVPE)由模式定义一个二氧化硅(SiO2)掩模层InGaN /氮化镓发光结构p氮化镓(或ngan)盖层。 在设备加工、干蚀刻的暴露不是必需的p氮化镓(或n氮化镓层的形成p类型(或n类型)欧姆接触12。 传统GaN-based p i n领导结构InGaN /氮化镓发光夹在活跃区域p- - -n甘类型地区也准备比较(图。S1、补充信息)。 详细的处理程序和相关的结果,如制造发光二极管的电子和光学性质,然后讨论。
方法
在这项研究中,使用再生模板包括一个30 nm厚的氮化镓成核层生长在530°C,一个3mu;m-thick无掺杂氮化镓层生长在1000°C,10-pair0.23遗传算法0.77N /氮化镓发光增长在750°C,和一个80 nm厚的化学计量pgan覆盖层生长在950°C,顺序是生长在蓝宝石基板在垂直摘要气相外延(MOVPE)反应堆(Emcore d - 180)。 发光,每一对QW由3 nm厚的0.2遗传算法0.8N层和12甘nm厚的阻挡层。 一个80 nm厚的Si-dopedngan盖层,而不是一个pgan
资料编号：[5992]
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