La iluminación de estado sólido de diodos emisores de luz (LED) basada en GaN se ha convertido en la tecnología de iluminación más importante en los últimos años porque tiene muchas ventajas, como alta eficiencia de conversión, larga vida útil y respeto al medio ambiente. Debido a la falta de sustratos naturales de GaN, las estructuras LED basadas en GaN generalmente se fabrican sobre sustratos de zafiro de plano c (0001). Las dislocaciones de roscado (TD) serán causadas por la diferencia de energía de la interfaz, que está formada por el desajuste de la constante de la red y el coeficiente de expansión térmica entre el sustrato de zafiro. El centro de recombinación denso no radiativo causado por TD reduce seriamente la eficiencia cuántica del dispositivo emisor de luz. Por lo general, los pozos en forma de V (pozos en V), que tienen hexágonos abiertos, pirámides invertidas y paredes laterales facetadas (10-11), se pueden observar en los pozos cuánticos múltiples (MQW) de InGaN / GaN a lo largo de los TD.

1. ¿Qué son los hoyos en forma de V en la sección transversal de la oblea 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:

¿Habías visto algo como esto antes? ¿Tienes idea de lo que podría ser?

En realidad, es bastante normal que todas las obleas LED de GaN lo generen durante el crecimiento de la epitaxia del LED, lo que se denomina v-pit (hoyos en forma de V) o defecto en V. Solo así la estructura LED puede emitir luz. Y los pozos en V están llenos de una capa de p-GaN.

Detalles sobre los hoyos en forma de V, visite: Formación de hoyos en forma de V en películas de nitruro producidas por la deposición de vapor químico metalorgánico

2. Influencias de V Pit en GaN LED Wafer

Investigaciones anteriores afirmaron que la capa pretensada o superrejilla (SLS) debajo del MQW incrustado en la estructura del LED puede relajar la tensión en la capa. Pero más pares de SLS acumularán energía de deformación. Entonces, la relajación parcial de la deformación conducirá a la formación de fosas en V. El tamaño del pozo en V está optimizado a aproximadamente 200-250 nm y el ángulo de apertura es de 60 °. Algunos informes indican que los hoyos en forma de V pueden desempeñar un papel positivo en los LED basados ​​en InGaN, como inhibir la recombinación no radiativa y ayudar a mejorar la eficiencia luminosa.

Algunos científicos han mejorado las propiedades eléctricas y ópticas controlando y diseñando cuidadosamente la energía de tensión de la interfaz y las dislocaciones, aumentando así la eficiencia de los LED azules basados ​​en InGaN. El uso de microscopía electrónica de transmisión de barrido de campo oscuro circular de alto ángulo y tomografía con sonda atómica confirmó la existencia de pozos cuánticos delgados en la región inclinada del pozo V, cuyo espesor y concentración de In son mucho más bajos que los de la región plana. Indica que las dislocaciones del hilo en los hoyos en forma de V actúan como una barrera de energía para la transferencia lateral de cargas. Se discute la influencia del pozo V y la barrera de energía derivada del plano (1011). La mayor altura de la barrera de energía del pozo V en InGaN QW puede suprimir eficazmente la recombinación no radiante en los TD, mejorando así la eficiencia cuántica interna (IQE). La capa de superrejilla se utiliza para operar los pozos V de nano-nivel y obtener el mejor tamaño de pozo V para lograr LED de longitud de onda azul de alta eficiencia InGaN / GaN.

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