AlGaN ist ein Halbleitermaterial mit direkter breiter Bandlücke. Durch Ändern der Zusammensetzung des AlGaN-Materials kann die Bandlückengröße kontinuierlich von 3,39 eV bis 6,1 eV eingestellt werden, wodurch der UV-Bandbereich von 210 nm bis 360 nm abgedeckt wird, sodass es sich um ein ideales Material für die Herstellung von UV-LED handelt. Darin werden AlGaN-UV-LED-Anwendungen in vielen Bereichen wie Sterilisation, Umweltreinigung, Identifizierung von Fälschungen und biochemischer Erkennung abgedeckt. PAM-XIAMEN kann bietenUV-LED-Wafer, einschließlich AlGaN-LED-Wafer, zur Herstellung von ultraviolettes Licht emittierenden Vorrichtungen. Der unten aufgeführte AlGaN-LED-Wafer wird mit 10 % Al-Zusammensetzung gezüchtet. Wir können auch AlGaN-LED-Strukturen mit hoher Al-Zusammensetzung epitaktisch wachsen lassen, für spezifische Informationen wenden Sie sich bitte an das Vertriebsteamvictorchan@powerwaywafer.com.

1. Epitaxiestruktur für die Herstellung von AlGaN-UV-LED-Arrays

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AlGaN ist das Hauptmaterial von AlGaN-Ultraviolett-Mikro-LEDs, und unterschiedliche Al-Zusammensetzungen wirken sich auf die Lumineszenzwellenlänge der Geräte aus. Daher ist die Bestimmung der Al-Zusammensetzung in AlGaN sehr wichtig. Wenn AlGaN-Material in der Epitaxieschicht nicht verspannt wird, ist im Allgemeinen der Al-Gehalt der einzige Faktor, der die Gitterkonstante beeinflusst.

Je kürzer die AlGaN-UV-LED-Wellenlänge, desto höher die erforderliche Al-Zusammensetzung. Mit der Erhöhung des Al-Gehalts werden jedoch die Herausforderungen des Wachstums, der Dotierung vom P-Typ, der Herstellung des ohmschen Kontakts und anderer Aspekte des Materials zunehmen. Die Effizienz der AlGaN-UV-LED ist immer begrenzt und nimmt mit zunehmender Al-Zusammensetzung stark ab. Nehmen wir zum Beispiel das P-Typ-Doping.

2. P-Typ-Doping-Forschungsfortschritt der AlGaN-Ultraviolett-LED-Epitaxie

Mit der Verbesserung der epitaktischen AlGaN-UV-LED-Technologie wurde die Kristallqualität von AlGaN mit hoher Al-Zusammensetzung stark verbessert, und die Hintergrundelektronenkonzentration wurde immer geringer. Unabhängig von der N-Typ- oder P-Typ-Dotierung fällt jedoch mit zunehmender Al-Zusammensetzung die Leitfähigkeit der Epitaxieschicht stark ab, insbesondere für P-Typ-AlGaN-Materialien. Dies liegt daran, dass die Aktivierungsenergie des Mg-Akzeptors in AlGaN linear mit der Erhöhung des Al-Gehalts zunimmt, so dass es schwierig ist, die Lochkonzentration zu erhöhen, indem nur die Dotierungskonzentration von Mg erhöht wird. Auf diese Weise ist die Konzentration des P-Typ-AlGaN-Lochs weit geringer als diejenige des N-Typ-AlGaN-Elektrons. Als Ergebnis gibt es einen großen Elektronenüberschuss, wenn das Elektron-Loch-Paar zusammengesetzte Lumineszenz durchführt, und die Lochinjektionseffizienz ist niedrig, was zu einem Elektronenleck in dem injizierten aktiven Bereich führt.

Um die Lochkonzentration zu verbessern, wurden viele Dotierungstechniken entwickelt, wie z. B. δ-Dotierung, Co-Dotierung, polarimetrisch induzierte Dotierung, Supergitter-Dotierung und quantentechnische Nichtgleichgewichtsdotierung usw. Die Ergebnisse zeigen, dass die δ-Dotierung von Mg den P verbessert -Typ-Leitfähigkeit durch Einführen einer lokalen Bandmodulation und Reduzieren der Streuung von Verunreinigungen. Bei der Kodotierungstechnologie wird eine bestimmte Menge an Donatorverunreinigungen wie Si oder C hinzugefügt, um die Aktivierungsenergie des Akzeptors zu verringern. Polarisationsinduziertes Dotieren besteht darin, allmähliche Al-Zusammensetzungen zu verwenden, um ein Polarisationsfeld in dem Material zu bilden und dann den Akzeptor zu induzieren, um aktiviert zu werden. Die Supergitterdotierung nutzt die Valenzbandordnung und das Polarisationsfeld, um ihr Energieband heftig zu biegen und periodische Oszillationen zu bilden, wodurch die Akzeptoraktivierungsenergie in einigen molekularen Schichten verringert und die Aktivierungsrate erhöht wird. Diese Verfahren haben in der Tat bestimmte Wirkungen auf Ga-reiche AIGaN-Materialien erzielt. Aufgrund verschiedener Faktoren haben diese Verfahren jedoch bei AlGaN-UV-LEDs mit hoher Al-Zusammensetzung keine großen Fortschritte gemacht.

Was die quantentechnischen Nichtgleichgewichts-Dotierungsverfahren betrifft, so führt das Verfahren eine GaN-Quantenstruktur in das AlGaN-Materialsystem ein, und der Dotierstoff wird in das Matrixmaterial in der Nähe der lokalen GaN-Quantenstruktur dotiert, das Nichtgleichgewichts-Materialsystem wird gebildet, wodurch das System nach oben bewegt wird des Valenzbands (VBM) und um sicherzustellen, dass die Verunreinigung effektiv ein Loch an VBM freisetzen kann, als Ergebnis die Aktivierungsenergie des AlGaN-Akzeptors, wodurch die Leistung von UV-LED-Geräten verbessert wird.

Remark：
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!

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