Estructura de LED de GaN cultivada en patrones de nanoescala zafiro (Al2O3) sustrato puede proporcionarse con alta eficiencia de fotoluminiscencia y electroluminiscencia. Sin embargo, debido a la alta personalización del proceso epitaxial en la heteroestructura LED basada en pozos cuánticos de InGaN / GaN, no podemos obtener la solución óptima para sustratos de zafiro estampados. El diseño de patrones cambia constantemente y no habrá convergencia en el diseño de sustratos de zafiro estampados en el futuro. Las formas típicas de patrones incluyen conos, domos, conos cuadrados o conos trigonales. Aunque la investigación académica muestra que cuanto más pequeño es el tamaño del patrón (100-1000nm), mejor es la eficiencia de la luz, pero la industria del LED aún domina con patrones de 3-4um para el crecimiento de la estructura del LED de InGaN / GaN y el trabajo en dispositivos micro LED de nitruro de galio. Especificaciones de doble cara pulida Oblea de GaN PSS de PAM-XIAMEN como se muestra a continuación:
1. Especificación de la estructura de LED de InGaN / GaN en sustrato de zafiro
PAM160506-LED
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Suministro y entrega de oblea epitaxial de GaN LED de 2 pulgadas sobre sustrato de zafiro pulido de doble cara PSS (sustrato de zafiro estampado)
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| 1-1 | Técnica de crecimiento - MOCVD, estructura como se muestra en el ítem 3 |
| 1-2 | Rango de longitud de onda: 450-460nm |
| 1-3 | Material de sustrato: |
| 1-4 | sustrato plano de zafiro (Al2O3) -sustrato de PSS |
| 1-5 | Anverso: patrón PSS |
| 1-6 | Parte trasera: rugosidad fina pulida o pulida con Epi ≤ 0.3um |
| 1-7 | Conducción del sustrato: aislante |
| 1-8 | Orientación del sustrato: c-Plane (0001) 0,2 ° ± 0,1 ° |
| 1-9 | Diámetro: 50,8 mm ± 0,15 mm |
| 1-10 | Espesor: 430um ± 20um |
| 1-11 | Especificación de chip LED y alto brillo como se indica a continuación |
Estructura LED basada en nitruro en diagrama esquemático de zafiro
Features:
High uniformity and good repeatability
2. GaN based LED Chip
Chip LED usando lo anterior Oblea LED de GaN debe tener la siguiente especificación.
(Basado en chips de 10mil * 23mil, proceso ITO)
| Parámetro | Condición | Símbolo | Especulación. | Rendimiento |
| Tensión directa | Si = 20 mA | Vf | ≤3,4 V | ≥90% |
| Reve
se corriente de fuga |
Vr = -8V | Ir | ≤1μA | ≥90% |
| tensión inversa | Ir = 10μA | Vr | ≥15V | ≥90% |
| Rango de longitud de onda dominante | Si = 20 mA | △ λd | ≤7.5nm | ≥70% |
| Flujo radiante | Si = 20 mA | Correos | ≥23mW@455nm | ≥70% |
| ESD (HBM) | - | ESDV | ≥2000V | ≥70% |
The LED chip fabrication process should be:
a) Clean Indium Ball: after you get our wafers, you need to clean indium ball for the next process;
b)ICP etch;
c)Etching, making electrode;
d)Evaporation;
e)Rough grinding;fine grinding (grinding the sapphire substrate to 100um);
f)Laser cutting;
g)Point measurement; Testing (mainly test wavelength/light intensity/VF).
3. Crecimiento epitaxial de la estructura del LED azul del pozo cuántico de InGaN / GaN
Se hace crecer una máscara de grabado en seco sobre un sustrato de zafiro, y la máscara se modela con un proceso de fotolitografía estándar. El zafiro se graba con la tecnología de grabado ICP y se quita la máscara. Y luego se hace crecer el material de GaN para hacer que la epitaxia vertical del material de GaN se convierta en la epitaxia horizontal. En cuanto al grabado, este (grabado en seco / grabado en húmedo en el zafiro plano C) se utiliza para diseñar y producir patrones de nivel micro o nano con reglas específicas de microestructura en el sustrato de zafiro para controlar la forma de luz de salida del GaN. Dispositivos LED. En realidad, el patrón cóncavo-convexo en el sustrato de zafiro producirá un efecto de refracción o dispersión de luz para aumentar la salida de luz. Al mismo tiempo, las películas delgadas de GaN cultivadas en sustratos de zafiro estampados producirán un efecto epitaxial lateral, reducirán el defecto de espacio entre GaN y zafiro, mejorarán la calidad de la epitaxia y mejorarán la eficiencia cuántica interna del LED y aumentarán la eficiencia de extracción de luz. . En comparación con los LED cultivados en sustratos de zafiro planos, el PSS puede aumentar el brillo del dispositivo nanoestructurado LED en más del 70%.
4. ¿Cómo mejora el sustrato estampado la eficiencia de extracción de luz LED?
El PSS puede dispersar los fotones fuera del cono de reflexión total en el cono de reflexión total, mejorando así la eficiencia de extracción de luz, que es específicamente como Figura a). Este efecto es equivalente a aumentar el ángulo crítico de desbordamiento de fotones que se muestra como Figura b). Los estudios han encontrado que los diodos emisores de luz basados en GaN cultivados en PSS pueden aumentar la eficiencia de extracción de luz hasta en un 30%.
The patterned sapphire substrate improves the epitaxial growth of nitride LEDs by reducing the misfit dislocations, and the reduction of this misfit dislocation is caused by the patterned sapphire substrate to increase the lateral growth, that is, the growth parallel to the substrate surface. Misfit dislocations generally pass through traditional flat sapphire substrates or patterned sapphire
El sustrato ocurre durante el crecimiento epitaxial inicial de la etapa de nucleación. Muchos investigadores han utilizado microscopios electrónicos de transmisión para encontrar que al mejorar la composición lateral del crecimiento epitaxial de la estructura del LED de GaN en un sustrato de zafiro estampado, se pueden reducir las dislocaciones de ajuste.
Debido a que los electrones y los huecos (combinación) experimentan una recombinación no radiativa en la línea de dislocación, la reducción de las dislocaciones desajustadas en la capa activa es uno de los factores más importantes para mejorar la eficiencia de conversión de la luz (también conocida como eficiencia cuántica interna). Generalmente, al mejorar la calidad del pozo cuántico epitaxial, el sustrato de zafiro estampado puede aumentar la eficiencia cuántica interna en aproximadamente un 30% para los LED de GaN sobre zafiro. Por supuesto, el tamaño, la forma, la calidad del patrón y la optimización del rendimiento del crecimiento epitaxial de la estructura del LED de GaN que coinciden con varios diseños de patrones tienen una gran influencia en la mejora de la eficiencia cuántica interna del sustrato de zafiro estampado.
5. FAQ about Nitride Epitaxy Wafers for LED
Q1: Do you have blue/green nitride wafer structures with superlattices below the MQWs as well?
A: Yes, the standard nitride structures must be grown with superlattices, otherwise the electricity would be weak.
Q2: Do you also provide nitride epitaxy wafers with annealed ITO as a p-contact?
A: we can offer GaN LED wafers with annealed ITO as a p-contact, but it needs >=35wafers.
Q3: For the GaN LED epi stack that you provide, what will be the ideal metallization scheme for the pGaN and nGaN ?
A: The ideal electrode material for the pGaN and nGaN of LED epitaxial wafer should be gold.
Q4: Also are the pGaN:Mg and nGaN:Si layers of LED wafer already activated ?
A: No, you can activate the pGaN:Mg and nGaN:Si layers of LED epiwafer with high temperature equipment at XX ℃ for XX minutes. For the specific values please contact our sales team victorchan@powerwaywafer.com.
Q5: Could you please confirm with the technical personnel the specific lighting method for GaN LED wafer? I’m not sure because I haven’t tried using a wafer to light it up before. If I use a probe station, how can I apply voltage to both p and n layers?
A: After the sapphire substrate is laser lifted-off from GaN LED wafer, the uGaN thickness should be removed by about 2 micrometers to reveal n layer. The principle of lighting up is to make a pn junction, where p is connected to the positive and n is connected to the negative. Just make sure to remove a certain thickness of uGaN and expose n layer after stripping.
Para obtener más información, contáctenos por correo electrónico a victorchan@powerwaywafer.com y powerwaymaterial@gmail.com.