Structure de LED GaN développée à l'échelle nanométrique saphir (Al2O3) substrat peut être fourni avec une efficacité élevée de photoluminescence et d'électroluminescence. Cependant, en raison de la personnalisation élevée du processus épitaxié dans l'hétérostructure LED à base de puits quantiques InGaN/GaN, nous ne pouvons pas obtenir la solution optimale pour les substrats en saphir à motifs. La conception des motifs est en constante évolution et il n'y aura pas de convergence dans la conception des substrats en saphir à motifs à l'avenir. Les formes de motifs typiques comprennent des cônes, des dômes, des cônes carrés ou des cônes trigonaux. Même si la recherche universitaire montre que plus la taille du motif est petite (100-1000 nm), meilleure est l'efficacité lumineuse, mais l'industrie des LED domine toujours avec des motifs de 3 à 4 um pour la croissance de la structure des LED InGaN/GaN et le travail sur les dispositifs micro LED au nitrure de gallium. Spec de double face poli Plaquette GaN PSS de PAM-XIAMEN comme ci-dessous :
1. Spécification de la structure LED InGaN / GaN sur substrat saphir
PAM160506-LED
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Fourniture et livraison d'une plaquette épitaxiale LED GaN 2 pouces sur substrat saphir poli double face PSS (substrat saphir à motifs)
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| 1-1 | Technique de croissance - MOCVD, structure comme indiqué dans l'élément 3 |
| 1-2 | Gamme de longueur d'onde: 450-460nm |
| 1-3 | Matériau du substrat : |
| 1-4 | Substrat saphir plat (Al2O3)-substrat PSS |
| 1-5 | Face avant : motif PSS |
| 1-6 | Arrière : Rugosité finement rectifiée ou épi-polie 0.3um |
| 1-7 | Substrat Conduction: Isolant |
| 1-8 | Orientation du substrat : plan c (0001) 0,2°±0,1° |
| 1-9 | Diamètre : 50,8 mm ± 0,15 mm |
| 1-10 | Épaisseur: 430um±20um |
| 1-11 | Haute luminosité et spécifications de puce LED comme indiqué ci-dessous |
Structure LED à base de nitrure sur diagramme schématique en saphir
Caractéristiques:
Haute uniformité et bonne répétabilité
2. Puce LED basée sur GaN
Puce LED utilisant ce qui précède Plaquette LED GaN devrait avoir les spécifications suivantes.
(Basé sur des puces de 10 mil * 23 mil, processus ITO)
| Paramètre | Condition | symbole | Spec. | Rendement |
| Tension directe | Si=20mA | Vf | 3.4V | ≥90% |
| Rêve
se Courant de fuite |
Vr= -8V | Ir | 1μA | ≥90% |
| Tension inverse | Ir=10μA | Vr | 15V | ≥90% |
| Gamme de longueur d'onde dominante | Si=20mA | d | 7.5nm | ≥70% |
| Flux Radiant | Si=20mA | Po | ≥23 mW à 455 nm | ≥70% |
| DES (HBM) | - | ESDV | 2000V | ≥70% |
Le processus de fabrication des puces LED doit être :
a) Nettoyer la boule d'indium : après avoir reçu nos plaquettes, vous devez nettoyer la boule d'indium pour le processus suivant ;
b) gravure ICP ;
c) Gravure, fabrication d'électrode ;
d)Évaporation ;
e) Meulage grossier ; meulage fin (meulage du substrat saphir à 100 um) ;
f) Découpe au laser ;
g)Mesure ponctuelle ; Tests (principalement tester la longueur d'onde/l'intensité lumineuse/VF).
3. Croissance épitaxiale de la structure LED bleue à puits quantique InGaN/GaN
Un masque de gravure sèche est développé sur un substrat de saphir, et le masque est modelé avec un processus de photolithographie standard. Le saphir est gravé à l'aide de la technologie de gravure ICP et le masque est retiré. Ensuite, le matériau GaN est cultivé dessus pour que l'épitaxie verticale du matériau GaN devienne l'épitaxie horizontale. Quant à la gravure, elle (gravure sèche/gravure humide sur le saphir plan C) est utilisée pour concevoir et produire des motifs de niveau micro ou nano-niveau avec des règles de microstructure spécifiques sur le substrat de saphir pour contrôler la forme lumineuse de sortie du GaN Appareils LED. En fait, le motif concave-convexe sur le substrat de saphir produira un effet de diffusion ou de réfraction de la lumière pour augmenter le rendement lumineux. Dans le même temps, les films minces de GaN cultivés sur des substrats de saphir à motifs produiront un effet épitaxial latéral, réduiront le défaut d'espace entre le GaN et le saphir, amélioreront la qualité de l'épitaxie et amélioreront l'efficacité quantique interne de la LED et augmenteront l'efficacité d'extraction de la lumière. . Par rapport aux LED cultivées sur des substrats plats en saphir, le PSS peut augmenter la luminosité du dispositif nanostructuré à LED de plus de 70 %.
4. Comment le substrat à motifs améliore-t-il l'efficacité d'extraction de la lumière LED ?
Le PSS peut diffuser les photons à l'extérieur du cône de réflexion totale dans le cône de réflexion totale, améliorant ainsi l'efficacité d'extraction de la lumière, qui est spécifiquement aussi Figure a). Cet effet équivaut à augmenter l'angle critique de débordement de photons représenté par b). Des études ont montré que les diodes électroluminescentes à base de GaN développées sur PSS peuvent augmenter l'efficacité d'extraction de la lumière jusqu'à 30 %.
Le substrat en saphir à motifs améliore la croissance épitaxiale des LED au nitrure en réduisant les dislocations inadaptées, et la réduction de cette dislocation inadaptée est provoquée par le substrat en saphir à motifs pour augmenter la croissance latérale, c'est-à-dire la croissance parallèle à la surface du substrat. Les luxations inadaptées traversent généralement les substrats de saphir plats traditionnels ou les saphirs à motifs
Le substrat se produit pendant la croissance épitaxiale initiale de l'étape de nucléation. De nombreux chercheurs ont utilisé des microscopes électroniques à transmission pour découvrir qu'en améliorant la composition latérale de la croissance épitaxiale de la structure LED GaN sur un substrat de saphir à motifs, les dislocations inadaptées peuvent être réduites.
Étant donné que les électrons et les trous (combinaison) subissent une recombinaison non radiative au niveau de la ligne de dislocation, la réduction des dislocations inadaptées dans la couche active est l'un des facteurs les plus importants pour améliorer l'efficacité de conversion de la lumière (également appelée efficacité quantique interne). Généralement, en améliorant la qualité du puits quantique épitaxié, le substrat en saphir à motifs peut augmenter l'efficacité quantique interne d'environ 30 % pour les LED GaN sur saphir. Bien entendu, la taille, la forme, la qualité du motif et l'optimisation des performances de croissance épitaxiale de la structure LED GaN correspondant à diverses conceptions de motifs ont toutes une grande influence sur l'amélioration de l'efficacité quantique interne du substrat en saphir à motifs.
5. FAQ sur les plaquettes d'épitaxie en nitrure pour LED
Q1 :Avez-vous également des structures de tranches de nitrure bleu/vert avec des super-réseaux en dessous des MQW ?
UN:Oui, les structures de nitrure standard doivent être cultivées avec des super-réseaux, sinon l'électricité serait faible.
Q2 :Fournissez-vous également des plaquettes d'épitaxie au nitrure avec de l'ITO recuit comme contact P ?
UN:nous pouvons proposer des plaquettes de LED GaN avec de l'ITO recuit comme contact p, mais cela nécessite >=35 plaquettes.
Q3 :Pour la pile épi GaN LED que vous fournissez, quel sera le schéma de métallisation idéal pour le pGaN et le nGaN ?
UN:Le matériau d’électrode idéal pour le pGaN et le nGaN de la plaquette épitaxiale LED devrait être l’or.
T4 :Les couches pGaN:Mg et nGaN:Si de la plaquette LED sont-elles également déjà activées ?
UN:Non, vous pouvez activer les couches pGaN:Mg et nGaN:Si de la plaquette épi LED avec un équipement haute température à XX ℃ pendant XX minutes. Pour les valeurs spécifiques, veuillez contacter notre équipe commercialevictorchan@powerwaywafer.com.
Q5 :Pourriez-vous s'il vous plaît confirmer auprès du personnel technique la méthode d'éclairage spécifique pour la plaquette LED GaN ? Je ne suis pas sûr car je n'ai jamais essayé d'utiliser une plaquette pour l'éclairer auparavant. Si j'utilise une station de sonde, comment puis-je appliquer une tension aux couches p et n ?
UN:Une fois le substrat en saphir retiré au laser de la plaquette LED GaN, l'épaisseur de l'uGaN doit être retirée d'environ 2 micromètres pour révéler une couche n. Le principe de l'éclairage est de réaliser une jonction pn, où p est connecté au positif et n est connecté au négatif. Assurez-vous simplement de retirer une certaine épaisseur d'uGaN et d'exposer n couche après le décapage.
Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par e-mail à victorchan@powerwaywafer.com et powerwaymaterial@gmail.com.