Plaquette LED UV AlGaN

Plaquette LED UV AlGaN

L'AlGaN est un matériau semi-conducteur direct à large bande interdite. En modifiant la composition du matériau AlGaN, la taille de la bande interdite peut être ajustée en continu de 3,39 eV à 6,1 eV, couvrant la plage de bande UV de 210 nm à 360 nm, c'est donc un matériau idéal pour la préparation de LED UV. Dans ce cadre, les utilisations des LED UV AlGaN sont couvertes dans de nombreux domaines tels que la stérilisation, la purification de l'environnement, l'identification anti-contrefaçon et la détection biochimique. PAM-XIAMEN peut fournirPlaquettes LED UV, y compris une tranche de LED AlGaN, pour fabriquer des dispositifs émettant de la lumière ultraviolette. La plaquette de LED AlGaN répertoriée ci-dessous est développée avec une composition à 10% d'Al. Nous pouvons également développer par épitaxie une structure LED AlGaN avec une composition élevée en Al, pour des informations spécifiques, veuillez contacter l'équipe commercialevictorchan@powerwaywafer.com.

Plaquette LED UV AlGaN

1. Structure épitaxiale pour la fabrication de matrices de LED UV AlGaN

PAMP17168-ALGAN

Couche Épi Épaisseur Concentration de dopage
pGaN 10nm fortement dopé
p-AlGaN (10% Al) fortement dopé
p-GaN légèrement dopé, p=5E16-1E17 cm-3
puits/barrière non dopé
n-GaN 50 nm
n-AlGaN (10% Al) fortement dopé
n-AlGaN ou n-GaN (composition Al<10%) 1,7-3 um fortement dopé
non dopé
substrat de saphir

 

L'AlGaN est le matériau principal des micro-LED ultraviolettes AlGaN, et différentes compositions d'Al ont un impact sur la longueur d'onde de luminescence des dispositifs. Par conséquent, la détermination de la composition en Al dans AlGaN est très importante. D'une manière générale, si le matériau AlGaN n'est pas contraint dans la couche épitaxiale, la teneur en Al est le seul facteur affectant la constante de réseau.

Plus la longueur d'onde de la LED UV AlGaN est courte, plus la composition d'Al requise est élevée. Cependant, avec l'augmentation de la teneur en Al, les défis de croissance, de dopage de type P, de fabrication de contacts ohmiques et d'autres aspects du matériau vont augmenter. L'efficacité de la LED UV AlGaN est toujours limitée et diminue fortement avec l'augmentation de la composition en Al. Prenez le dopage de type P par exemple.

2. Progrès de la recherche sur le dopage de type P de l'épitaxie des LED ultraviolettes AlGaN

Avec l'amélioration de la technologie LED UV AlGaN épitaxiale, la qualité cristalline de l'AIGaN avec une composition élevée en Al a été considérablement améliorée et la concentration d'électrons de fond est devenue de plus en plus faible. Cependant, quel que soit le dopage de type N ou de type P, avec l'augmentation de la composition en Al, la conductivité de la couche épitaxiale chute fortement, en particulier pour les matériaux AlGaN de type P. En effet, l'énergie d'activation de l'accepteur de Mg dans AIGaN augmente linéairement avec l'augmentation de la teneur en Al, il est donc difficile d'augmenter la concentration de trous en augmentant uniquement la concentration de dopage de Mg. De cette manière, la concentration du trou AlGaN de type P est bien inférieure à celle de l'électron AlGaN de type N. En conséquence, il y a une grande quantité de surplus d'électrons lorsque la paire de trous d'électrons effectue une luminescence composite, et l'efficacité d'injection de trous est faible, ce qui conduit à une fuite d'électrons dans la région active injectée.

Afin d'améliorer la concentration de trous, de nombreuses techniques de dopage ont été développées, telles que le dopage δ, le co-dopage, le dopage induit polarimétrique, le dopage de super-réseau et le dopage hors équilibre d'ingénierie quantique, etc. Les résultats montrent que le dopage δ de Mg améliore le P conductivité de type B en introduisant une modulation de bande locale et en réduisant la diffusion des impuretés. Dans la technologie de co-dopage, une certaine quantité d'impuretés donneuses, telles que Si ou C, est ajoutée pour réduire l'énergie d'activation de l'accepteur. Le dopage induit par la polarisation consiste à utiliser des compositions d'Al progressives pour former un champ de polarisation dans le matériau puis induire l'accepteur à s'activer. Le dopage du super-réseau utilise l'ordre de la bande de valence et le champ de polarisation pour plier violemment sa bande d'énergie et former des oscillations périodiques, réduisant ainsi l'énergie d'activation de l'accepteur dans certaines couches moléculaires et augmentant le taux d'activation. Ces méthodes ont en effet obtenu certains effets sur les matériaux AIGaN riches en Ga. Cependant, en raison de divers facteurs, ces méthodes n'ont pas fait beaucoup de progrès dans les LED UV AlGaN à haute composition en Al.

En ce qui concerne les méthodes de dopage hors équilibre d'ingénierie quantique, la méthode introduit la structure quantique GaN dans le système de matériau AlGaN, et le dopant est dopé dans le matériau de matrice près de la structure quantique locale GaN, le système de matériau hors équilibre est formé, incitant le système vers le haut de la bande de valence (VBM), et pour s'assurer que l'impureté peut libérer efficacement le trou vers VBM, En conséquence, l'énergie d'activation de l'accepteur AlGaN, améliorant ainsi les performances des dispositifs LED UV.

 

Remarque:
Le gouvernement chinois a annoncé de nouvelles limites à l'exportation de matériaux au gallium (tels que GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs et GaSb) et aux matériaux au germanium utilisés pour fabriquer des puces semi-conductrices. À compter du 1er août 2023, l’exportation de ces matériaux n’est autorisée que si nous obtenons une licence du ministère chinois du Commerce. J'espère votre compréhension et votre coopération !

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par e-mail àvictorchan@powerwaywafer.com et powerwaymaterial@gmail.com.

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