GaN-baseret lysemitterende diode (LED) solid-state belysning er blevet den vigtigste belysningsteknologi i de senere år, fordi den har mange fordele såsom høj konverteringseffektivitet, lang levetid og miljøvenlighed. På grund af manglen på naturlige GaN-substrater fremstilles GaN-baserede LED-strukturer normalt på (0001) c-plan safirsubstrater. Gevinddislokationerne (TD'er) vil være forårsaget af grænsefladeenergiforskel, som er dannet af uoverensstemmelsen mellem gitterkonstanten og termisk udvidelseskoefficient mellem safirsubstratet. Det tætte ikke-strålende rekombinationscenter forårsaget af TD reducerer alvorligt kvanteeffektiviteten af ​​den lysemitterende enhed. Normalt kan V-formede fordybninger (V-huller), som har åbne sekskanter, omvendte pyramider og (10-11) facetterede sidevægge, observeres i InGaN/GaN multiple kvantebrønde (MQW'er) langs TD'erne.

1. Hvad er V-formede gruber i LED-wafer-tværsnit?

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:

Har du set noget lignende før? Har du nogen idé om, hvad det kan være?

Faktisk er det helt normalt, at alle GaN LED-wafere vil generere det under væksten af ​​LED-epitaksi, som kaldes v-pit (V-formede pits) eller V-defekt. Kun på denne måde kan LED-strukturen udsende lys. Og V-hullerne er fyldt med p-GaN-lag.

Detaljer om V-formede gruber kan du besøge: Dannelse af V-formede gruber i nitridfilm dyrket ved metalorganisk kemisk dampaflejring

2. Påvirkninger af V Pit i GaN LED Wafer

Tidligere undersøgelser hævdede, at det forspændte lag eller supergitter (SLS) under MQW'et indlejret i LED-strukturen kan slappe af belastningen i laget. Men flere SLS-par vil akkumulere belastningsenergi. Derefter vil delvis belastningsafslapning føre til dannelsen af ​​V-huller. V-pit størrelse er optimeret til omkring 200-250nm og åbningsvinklen er 60°. Nogle rapporter indikerer, at de V-formede pits kan spille en positiv rolle i InGaN-baserede LED'er, såsom at hæmme ikke-strålende rekombination og hjælpe med at forbedre lyseffektiviteten.

Nogle forskere har forbedret de elektriske og optiske egenskaber ved omhyggeligt at kontrollere og designe grænsefladebelastningsenergi og dislokationer og derved øge effektiviteten af ​​InGaN-baserede blå lysdioder. Brugen af ​​højvinklet cirkulær mørkfelt-scanningstransmissionselektronmikroskopi og atomprobe-tomografi bekræftede eksistensen af ​​tynde kvantebrønde i det skrå område af V-gruben, hvis tykkelse og In-koncentration er meget lavere end i det flade område. Det indikerer, at trådforskydningerne i de V-formede fordybninger fungerer som en energibarriere for den laterale overførsel af ladninger. Påvirkningen af ​​V-gruben og energibarrieren afledt af (1011)-planet diskuteres. Den højere V-pit energibarrierehøjde i InGaN QW kan effektivt undertrykke den ikke-strålende rekombination ved TD'erne og derved forbedre den interne kvanteeffektivitet (IQE). Supergitterlaget bruges til at betjene V-hullerne på nanoniveau og opnå den bedste V-pitstørrelse for at opnå højeffektive blå bølgelængde InGaN/GaN LED'er.

For mere information, kontakt os venligst e-mail på victorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.