AlGaN は直接ワイド バンド ギャップ半導体材料です。 AlGaN 材料の組成を変更することにより、バンド ギャップ サイズを 3.39 eV から 6.1 eV まで連続的に調整でき、210 nm から 360 nm までの UV バンド範囲をカバーするため、UV LED の製造に理想的な材料です。 その中で、AlGaN UV LED の使用は、滅菌、環境浄化、偽造防止識別、生化学的検出などの多くの分野でカバーされています。 PAM-厦門は提供することができますUV LEDウエハー、紫外発光デバイスを製造するためのAlGaN LEDウェーハを含む。 以下にリストされている AlGaN LED ウェーハは、10% の Al 組成で成長しています。 また、高 Al 組成の AlGaN LED 構造をエピタキシャル成長させることもできます。具体的な情報については、営業チームにお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com.
1. AlGaN UV LED アレイ製造のためのエピタキシャル構造
PAMP17168-アルガン
| エピレイヤー | 厚さ | ドーピング濃度 |
| pGaN | 10nm | 高濃度ドープ |
| p-AlGaN (10% Al) | – | 高濃度ドープ |
| p型GaN | – | 低濃度ドープ、p=5E16-1E17 cm-3 |
| アンドープウェル/バリア | – | |
| n型GaN | 50nm | – |
| n-AlGaN (10% Al) | – | 高濃度ドープ |
| n-AlGaN または n-GaN (Al組成<10%) | 1.7～3um | 高濃度ドープ |
| アンドープ | – | |
| サファイア基板 |
AlGaN は、AlGaN 紫外マイクロ LED の主な材料であり、さまざまな Al 組成がデバイスの発光波長に影響を与えます。 したがって、AlGaN の Al 組成の決定は非常に重要です。 一般的に言えば、AlGaN 材料がエピタキシャル層で歪んでいない場合、Al 含有量が格子定数に影響を与える唯一の要因です。
AlGaN UV LED の波長が短いほど、より高い Al 組成が必要になります。 ただし、Al 含有量の増加に伴い、成長、P 型ドーピング、オーミック コンタクトの製造、および材料の他の側面の課題が増加します。 AlGaN UV LED の効率は常に制限されており、Al 組成が増加すると急激に低下します。 たとえば、P 型ドーピングを取り上げます。
2. AlGaN 紫外 LED エピタキシーの P 型ドーピング研究の進展
エピタキシャル AlGaN UV LED 技術の向上により、高 Al 組成の AIGaN の結晶品質が大幅に向上し、バックグラウンド電子濃度がますます低くなりました。 ただし、N 型または P 型のドーピングに関係なく、Al 組成の増加に伴い、特に P 型 AlGaN 材料の場合、エピタキシャル層の導電率が急激に低下します。 これは、AIGaN の Mg アクセプターの活性化エネルギーが Al 含有量の増加に伴って直線的に増加するためであり、Mg のドーピング濃度を増加させるだけでは正孔濃度を増加させることは困難です。 このように、P型AlGaN正孔の濃度は、N型AlGaN電子の濃度よりもはるかに小さい。 その結果、電子正孔対が複合ルミネセンスを行う際に多量の電子余剰が生じ、正孔注入効率が低くなり、注入された活性領域での電子漏れにつながる。
正孔濃度を改善するために、δドーピング、コドーピング、偏光誘導ドーピング、超格子ドーピング、量子工学非平衡ドーピングなど、多くのドーピング技術が開発されました。結果は、MgのδドーピングがPを改善することを示しています。局所的なバンド変調を導入し、不純物の散乱を減らすことにより、 型の導電性を実現します。 コドーピング技術では、Si や C などのドナー不純物を一定量添加して、アクセプターの活性化エネルギーを低下させます。 分極誘起ドーピングは、緩やかな Al 組成を使用して材料に分極場を形成し、アクセプターを活性化するように誘導することです。 超格子ドーピングは、価電子帯の秩序と分極場を利用してエネルギー帯を激しく曲げ、周期的な振動を形成するため、一部の分子層でアクセプターの活性化エネルギーが減少し、活性化率が増加します。 これらの方法は、確かに Ga リッチ AIGaN 材料に対して一定の効果を達成しました。 しかし、さまざまな要因により、これらの方法は、高 Al 組成の AlGaN UV LED ではあまり進歩していません。
量子工学非平衡ドーピング法に関しては、この方法はGaN量子構造をAlGaN材料系に導入し、ドーパントはGaN局所量子構造近くのマトリックス材料にドープされ、非平衡材料系が形成され、システムをトップに促します価電子帯 (VBM) の活性化を促進し、不純物が効果的に正孔を VBM に放出できるようにします。その結果、AlGaN アクセプターの活性化エネルギーが増加し、それによって UV LED デバイスの性能が向上します。
Remark：
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!
詳細については、電子メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.