GaN LED-struktur odlad i nanoskala mönstrad safir (Al2O3) substrat kan förses med hög effektivitet av fotoluminescens och elektroluminescens. På grund av den höga anpassningen av den epitaxiella processen i den InGaN/GaN-kvantbrunnarsbaserade LED-heterostrukturen kan vi dock inte få den optimala lösningen för mönstrade safirsubstrat. Mönstrens utformning förändras ständigt, och det kommer inte att finnas någon konvergens i designen av mönstrade safirsubstrat i framtiden. Typiska mönsterformer inkluderar koner, kupoler, fyrkantiga koner eller trigonala koner. Även om akademisk forskning visar att ju mindre mönsterstorleken är (100-1000nm), desto bättre är ljuseffektiviteten, men LED-industrin dominerar fortfarande med 3-4um-mönster för att växa InGaN/GaN LED-struktur och arbeta på mikro-LED-enheter av galliumnitrid. Spec av dubbelsidig polerad GaN PSS wafer från PAM-XIAMEN enligt nedan:
1. Specifikation av InGaN / GaN LED-struktur på safirsubstrat
PAM160506-LED
1
|
Leverans och leverans av 2 tums LED GaN epitaxial wafer på PSS (Patterned Sapphire Substrate) dubbelsidig polerat safirsubstrat
|
1-1 | Tillväxtteknik – MOCVD, struktur enligt punkt 3 |
1-2 | Våglängdsområde: 450-460nm |
1-3 | Underlagsmaterial: |
1-4 | platt safirsubstrat (Al2O3)-PSS-substrat |
1-5 | Framsida: PSS-mönster |
1-6 | Baksida: Finslipad eller epi-polerad grovhet ≤ 0,3um |
1-7 | Underlagsledning: Isolerande |
1-8 | Substratorientering: c-Plane (0001) 0,2°±0,1° |
1-9 | Diameter: 50,8 mm±0,15 mm |
1-10 | Tjocklek: 430um±20um |
1-11 | Hög ljusstyrka och LED-chipspecifikation enligt listan nedan |
Nitridbaserad LED-struktur på Sapphire Schematiskt diagram
Features:
High uniformity and good repeatability
2. GaN based LED Chip
LED-chip med hjälp av ovanstående GaN LED wafer bör ha följande specifikation.
(Baserat på 10mil*23mil chips, ITO-process)
Parameter | Skick | Symbol | Spec. | Avkastning |
Framspänning | Om = 20mA | Vf | ≤3,4V | ≥90% |
Reve
se Läckström |
Vr= -8V | Ir | ≤1μA | ≥90% |
Omvänd spänning | Ir=10μA | Vr | ≥15V | ≥90% |
Område av dominant våglängd | Om = 20mA | △λd | ≤7,5nm | ≥70 % |
Strålande flöde | Om = 20mA | Po | ≥23mW@455nm | ≥70 % |
ESD (HBM) | - | ESDV | ≥2000V | ≥70 % |
The LED chip fabrication process should be:
a) Clean Indium Ball: after you get our wafers, you need to clean indium ball for the next process;
b)ICP etch;
c)Etching, making electrode;
d)Evaporation;
e)Rough grinding;fine grinding (grinding the sapphire substrate to 100um);
f)Laser cutting;
g)Point measurement; Testing (mainly test wavelength/light intensity/VF).
3. Epitaxiell tillväxt av InGaN/GaN Quantum Well Blå LED-struktur
En torr etsmask odlas på ett safirsubstrat och masken är mönstrad med en vanlig fotolitografiprocess. Safiren etsas med ICP-etsningsteknik och masken tas bort. Och sedan odlas GaN-material på det för att göra att GaN-materialets vertikala epitaxi blir den horisontella epitaxi. När det gäller etsningen används den (torr etsning/våt etsning på safiren i C-planet) för att designa och producera mönster på mikronivå eller nanonivå med specifika regler för mikrostruktur på safirsubstratet för att kontrollera utgående ljusform av GaN. LED-enheter. Egentligen kommer det konkava-konvexa mönstret på safirsubstratet att producera ljusspridning eller brytningseffekt för att öka ljuseffekten. Samtidigt kommer GaN-tunna filmer odlade på mönstrade safirsubstrat att producera en lateral epitaxiell effekt, minska gapdefekten mellan GaN och safir, förbättra kvaliteten på epitaxi och förbättra den interna kvanteffektiviteten hos LED:n och öka ljusextraktionseffektiviteten. . Jämfört med lysdioder som odlas på platta safirsubstrat kan PSS öka ljusstyrkan hos LED nanostrukturerade enheter med mer än 70 %.
4. Hur förbättrar det mönstrade substratet LED-ljusextraktionseffektiviteten?
PSS kan sprida fotonerna utanför den totala reflektionskonen till den totala reflektionskonen, och därigenom förbättra ljusextraktionseffektiviteten, vilket är specifikt som Figur a). Denna effekt är likvärdig med att öka den kritiska vinkeln för fotonspill som visas som Figur b). Studier har funnit att GaN-baserade lysdioder odlade på PSS kan öka ljusextraktionseffektiviteten med upp till 30 %.
The patterned sapphire substrate improves the epitaxial growth of nitride LEDs by reducing the misfit dislocations, and the reduction of this misfit dislocation is caused by the patterned sapphire substrate to increase the lateral growth, that is, the growth parallel to the substrate surface. Misfit dislocations generally pass through traditional flat sapphire substrates or patterned sapphire
Substratet inträffar under den initiala epitaxiella tillväxten av kärnbildningsstadiet. Många forskare har använt transmissionselektronmikroskop för att finna att genom att förbättra den laterala sammansättningen av GaN LED-strukturens epitaxiella tillväxt på mönstrat safirsubstrat, kan misspassade dislokationer minskas.
Eftersom elektroner och hål (kombination) genomgår icke-strålningsrekombination vid dislokationslinjen, är minskningen av misspassade dislokationer i det aktiva lagret en av de viktigaste faktorerna för att förbättra ljusomvandlingseffektiviteten (även känd som intern kvanteffektivitet). Generellt, genom att förbättra kvaliteten på den epitaxiella kvantbrunnen, kan det mönstrade safirsubstratet öka den interna kvanteffektiviteten med cirka 30 % för GaN-on-Sapphire LEDs. Naturligtvis har storleken, formen, kvaliteten på mönstret och optimeringen av GaN LED-strukturens epitaxiella tillväxtprestanda som matchar olika mönsterdesigner alla en stor inverkan på förbättringen av den interna kvanteffektiviteten hos det mönstrade safirsubstratet.
5. FAQ about Nitride Epitaxy Wafers for LED
Q1: Do you have blue/green nitride wafer structures with superlattices below the MQWs as well?
A: Yes, the standard nitride structures must be grown with superlattices, otherwise the electricity would be weak.
Q2: Do you also provide nitride epitaxy wafers with annealed ITO as a p-contact?
A: we can offer GaN LED wafers with annealed ITO as a p-contact, but it needs >=35wafers.
Q3: For the GaN LED epi stack that you provide, what will be the ideal metallization scheme for the pGaN and nGaN ?
A: The ideal electrode material for the pGaN and nGaN of LED epitaxial wafer should be gold.
Q4: Also are the pGaN:Mg and nGaN:Si layers of LED wafer already activated ?
A: No, you can activate the pGaN:Mg and nGaN:Si layers of LED epiwafer with high temperature equipment at XX ℃ for XX minutes. For the specific values please contact our sales team victorchan@powerwaywafer.com.
Q5: Could you please confirm with the technical personnel the specific lighting method for GaN LED wafer? I’m not sure because I haven’t tried using a wafer to light it up before. If I use a probe station, how can I apply voltage to both p and n layers?
A: After the sapphire substrate is laser lifted-off from GaN LED wafer, the uGaN thickness should be removed by about 2 micrometers to reveal n layer. The principle of lighting up is to make a pn junction, where p is connected to the positive and n is connected to the negative. Just make sure to remove a certain thickness of uGaN and expose n layer after stripping.
För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.