Pozzi a forma di V su nanoscala in pozzi multiquantici InGaN / GaN

Pozzi a forma di V su nanoscala in pozzi multiquantici InGaN / GaN

L'illuminazione a stato solido con diodi a emissione di luce (LED) basata su GaN è diventata la tecnologia di illuminazione più importante negli ultimi anni perché presenta molti vantaggi come l'elevata efficienza di conversione, la lunga durata e il rispetto dell'ambiente. A causa della mancanza di substrati naturali di GaN, le strutture LED a base di GaN sono generalmente fabbricate su substrati di zaffiro c-plane (0001). Le dislocazioni di filettatura (TDs) saranno causate dalla differenza di energia dell'interfaccia, che è formata dalla mancata corrispondenza della costante reticolare e del coefficiente di espansione termica tra il substrato di zaffiro. Il denso centro di ricombinazione non radiativo causato da TD riduce seriamente l'efficienza quantica del dispositivo emettitore di luce. Di solito, pozzi a forma di V (pozzetti a V), che hanno esagoni aperti, piramidi invertite e pareti laterali (10-11) sfaccettate, possono essere osservati nei pozzi quantistici multipli InGaN/GaN (MQW) lungo i TD.

1. Cosa sono le fosse a forma di V nella sezione trasversale del wafer 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:

Immagine SEM di First Etched Mesasop lo strato p-GaN sembra avere una forma strana - V pit

Hai mai visto qualcosa di simile prima? Hai idea di cosa possa essere?

In realtà, è abbastanza normale che tutti i wafer LED GaN lo generino durante la crescita dell'epitassia del LED, che è chiamata v-pit (pit a forma di V) o V difetto. Solo in questo modo la struttura a LED può emettere luce. E le fosse a V sono riempite con uno strato di p-GaN.

Dettagli sulle fosse a forma di V si prega di visitare: Formazione di fosse a forma di V in film di nitruro cresciuti mediante deposizione di vapore chimico metallorganico

2. Influenze di V Pit in GaN LED Wafer

Ricerche precedenti hanno affermato che lo strato pre-teso o superlattice (SLS) sotto il MQW incorporato nella struttura del LED può rilassare la tensione nello strato. Ma più coppie SLS accumuleranno energia di deformazione. Quindi, il rilassamento parziale della deformazione porterà alla formazione di fossette a V. La dimensione del V-pit è ottimizzata a circa 200-250 nm e l'angolo di apertura è di 60°. Alcuni rapporti indicano che le fosse a forma di V possono svolgere un ruolo positivo nei LED a base di InGaN, come inibire la ricombinazione non radiativa e contribuire a migliorare l'efficienza luminosa.

Alcuni scienziati hanno migliorato le proprietà elettriche e ottiche controllando e progettando attentamente l'energia di deformazione dell'interfaccia e le dislocazioni, aumentando così l'efficienza dei LED blu a base di InGaN. L'uso della microscopia elettronica a trasmissione circolare a scansione di campo oscuro ad alto angolo e della tomografia con sonda atomica ha confermato l'esistenza di pozzi quantistici sottili nella regione inclinata del V pit, il cui spessore e concentrazione di In sono molto inferiori a quelli della regione piatta. Indica che le dislocazioni del filo nelle fosse a forma di V agiscono come una barriera energetica per il trasferimento laterale delle cariche. Viene discussa l'influenza della fossa a V e della barriera energetica derivata dal piano (1011). L'altezza della barriera energetica V pit più alta in InGaN QW può sopprimere efficacemente la ricombinazione non radiante ai TD, migliorando così l'efficienza quantistica interna (IQE). Lo strato superreticolo viene utilizzato per azionare i pit V di livello nano e ottenere la migliore dimensione del pit V per ottenere LED InGaN/GaN a lunghezza d'onda blu ad alta efficienza.

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