AlGaN es un material semiconductor directo de banda ancha prohibida. Al cambiar la composición del material de AlGaN, el tamaño de la banda prohibida se puede ajustar continuamente de 3,39 eV a 6,1 eV, cubriendo el rango de la banda UV de 210 nm a 360 nm, por lo que es un material ideal para la preparación de LED UV. Allí, los usos de AlGaN UV LED están cubiertos en muchos campos, como la esterilización, la purificación ambiental, la identificación contra la falsificación y la detección bioquímica. PAM-XIAMEN puede proporcionarobleas de LED ultravioleta, incluida la oblea LED AlGaN, para fabricar dispositivos emisores de luz ultravioleta. La oblea LED de AlGaN que se enumera a continuación se cultiva con una composición de Al al 10 %. También podemos hacer crecer epitaxialmente la estructura LED de AlGaN con una alta composición de Al. Para obtener información específica, comuníquese con el equipo de ventas.victorchan@powerwaywafer.com.

1. Estructura epitaxial para la fabricación de matriz de LED UV de AlGaN

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AlGaN es el material principal de los micro-LED ultravioleta de AlGaN, y las diferentes composiciones de Al tienen un impacto en la longitud de onda de luminiscencia de los dispositivos. Por lo tanto, la determinación de la composición de Al en AlGaN es muy importante. En términos generales, si el material de AlGaN no se deforma en la capa epitaxial, el contenido de Al es el único factor que afecta la constante de red.

Cuanto más corta sea la longitud de onda del LED UV de AlGaN, mayor será la composición de Al requerida. Sin embargo, con el aumento del contenido de Al, aumentarán los desafíos del crecimiento, el dopaje de tipo P, la fabricación de contactos óhmicos y otros aspectos del material. La eficiencia de AlGaN UV LED siempre es limitada y disminuye drásticamente con el aumento de la composición de Al. Tome el dopaje de tipo P, por ejemplo.

2. Progreso de la investigación de dopaje tipo P de la epitaxia LED ultravioleta de AlGaN

Con la mejora de la tecnología LED UV AlGaN epitaxial, la calidad del cristal de AIGaN con una composición alta de Al ha mejorado mucho y la concentración de electrones de fondo se ha vuelto cada vez más baja. Sin embargo, independientemente del dopaje de tipo N o tipo P, con el aumento de la composición de Al, la conductividad de la capa epitaxial cae bruscamente, especialmente para los materiales de AlGaN de tipo P. Esto se debe a que la energía de activación del aceptor de Mg en AIGaN aumenta linealmente con el aumento del contenido de Al, por lo que es difícil aumentar la concentración de agujeros aumentando solo la concentración de dopaje de Mg. De esta manera, la concentración de huecos de AlGaN de tipo P es mucho menor que la del electrón de AlGaN de tipo N. Como resultado, hay una gran cantidad de excedente de electrones cuando el par de huecos de electrones realiza una luminiscencia compuesta, y la eficiencia de inyección de huecos es baja, lo que conduce a una fuga de electrones en la región activa inyectada.

Con el fin de mejorar la concentración de agujeros, se han desarrollado muchas técnicas de dopaje, como el dopaje δ, co-dopaje, dopaje inducido polarimétrico, dopaje de superred y dopaje de ingeniería cuántica sin equilibrio, etc. Los resultados muestran que el dopaje δ de Mg mejora el P -conductividad de tipo introduciendo modulación de banda local y reduciendo la dispersión de impurezas. En la tecnología de co-dopaje, se agrega una cierta cantidad de impurezas del donante, como Si o C, para reducir la energía de activación del aceptor. El dopaje inducido por polarización consiste en utilizar composiciones graduales de Al para formar un campo de polarización en el material y luego inducir la activación del aceptor. El dopaje de superred utiliza el orden de la banda de valencia y el campo de polarización para doblar violentamente su banda de energía y formar oscilaciones periódicas, lo que reduce la energía de activación del aceptor en algunas capas moleculares y aumenta la tasa de activación. De hecho, estos métodos han logrado ciertos efectos en materiales AIGaN ricos en Ga. Sin embargo, debido a varios factores, estos métodos no han progresado mucho en los LED UV AlGaN de alta composición de Al.

En cuanto a los métodos de dopaje de no equilibrio de ingeniería cuántica, el método introduce la estructura cuántica de GaN en el sistema de material de AlGaN, y el dopante se dopa en el material de matriz cerca de la estructura cuántica local de GaN, se forma el sistema de material de no equilibrio, lo que lleva al sistema a la parte superior de banda de valencia (VBM), y para garantizar que la impureza pueda liberar efectivamente el agujero a VBM, como resultado, la energía de activación del aceptor de AlGaN, mejorando así el rendimiento de los dispositivos UV LED.

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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