حفر نانوية على شكل حرف V في آبار InGaN / GaN Multiquantum

حفر نانوية على شكل حرف V في آبار InGaN / GaN Multiquantum

أصبحت إضاءة الحالة الصلبة القائمة على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) من أهم تقنيات الإضاءة في السنوات الأخيرة لأنها تتمتع بالعديد من المزايا مثل كفاءة التحويل العالية والعمر الطويل والصداقة البيئية. نظرًا لعدم وجود ركائز GaN الطبيعية ، عادةً ما يتم تصنيع هياكل LED القائمة على GaN على ركائز من الياقوت الأزرق (0001). ستحدث خلع الخيوط (TDs) بسبب اختلاف طاقة الواجهة ، والذي يتكون من عدم تطابق ثابت الشبكة ومعامل التمدد الحراري بين ركيزة الياقوت. يقلل مركز إعادة التركيب غير الإشعاعي الكثيف الناجم عن TD بشكل خطير من الكفاءة الكمية لجهاز انبعاث الضوء. عادة ، يمكن ملاحظة الحفر على شكل V (حفر V) ، والتي تحتوي على سداسيات مفتوحة ، وأهرامات مقلوبة ، و (10-11) جدران جانبية ذات أوجه ، في الآبار الكمومية المتعددة InGaN / GaN (MQWs) على طول TDs.

1. ما هي الحفر على شكل V في المقطع العرضي للويفر LED؟

After successfully etched some test patterns in our GaN LED wafers, we took some SEM images of mesa cross-sections. However, we spotted an unusual shape in some of the images as follows:

صورة SEM لأول ميساس محفوريبدو أن طبقة op p-GaN لها شكل غريب - حفرة V.

هل رأيت أي شيء كهذا من قبل؟ هل لديك أي فكرة عما يمكن أن يكون؟

في الواقع ، من الطبيعي تمامًا أن تولده جميع رقائق GaN LED أثناء نمو epitaxy LED ، وهو ما يسمى v-pit (حفر على شكل V) أو عيب V. بهذه الطريقة فقط يمكن لهيكل LED أن ينبعث منه الضوء. ويتم ملء حفر V بطبقة p-GaN.

تفاصيل حول الحفر على شكل V ، يرجى زيارة: تشكيل حفر على شكل حرف V في أغشية نيتريد نمت عن طريق ترسيب البخار الكيميائي المعدني

2. تأثير الحفرة على شكل V في رقاقة GaN LED

زعمت الأبحاث السابقة أن الطبقة سابقة الإجهاد أو الشبكة الفائقة (SLS) تحت MQW المدمجة في هيكل LED يمكن أن تخفف الضغط في الطبقة. لكن المزيد من أزواج SLS ستراكم طاقة الإجهاد. بعد ذلك ، سيؤدي استرخاء الإجهاد الجزئي إلى تكوين حفر على شكل V. تم تحسين حجم الحفرة على شكل V عند حوالي 200-250 نانومتر وزاوية الفتح 60 درجة. تشير بعض التقارير إلى أن الحفر على شكل حرف V يمكن أن تلعب دورًا إيجابيًا في مصابيح LED المستندة إلى InGaN ، مثل تثبيط إعادة التركيب غير الإشعاعي والمساعدة في تحسين كفاءة الإضاءة.

قام بعض العلماء بتحسين الخواص الكهربائية والبصرية من خلال التحكم الدقيق في طاقة الإجهاد والخلع في الواجهة وتصميمها ، وبالتالي زيادة كفاءة مصابيح LED الزرقاء المستندة إلى InGaN. أكد استخدام الفحص المجهري الإلكتروني للمجال المظلم الدائري ذي الزاوية العالية والتصوير المقطعي بالمسبار الذري وجود آبار كمومية رفيعة في المنطقة المائلة من الحفرة V ، والتي يكون سمكها وتركيزها أقل بكثير من تلك الموجودة في المنطقة المسطحة. يشير إلى أن خلع الخيط في الحفر على شكل V يعمل كحاجز للطاقة للنقل الجانبي للشحنات. تمت مناقشة تأثير الحفرة V وحاجز الطاقة المشتق من المستوى (1011). يمكن لارتفاع حاجز طاقة الحفرة V الأعلى في InGaN QW أن يقمع بشكل فعال إعادة التركيب غير المشع في TDs ، وبالتالي تعزيز كفاءة الكم الداخلية (IQE). تُستخدم طبقة الشبكة الفائقة لتشغيل الحفر على مستوى النانو والحصول على أفضل حجم حفرة على شكل حرف V لتحقيق الطول الموجي الأزرق عالي الكفاءة لمصابيح InGaN / GaN LEDs.

لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.

شارك هذا المنشور