AlGaN là vật liệu bán dẫn có độ rộng vùng cấm trực tiếp. Bằng cách thay đổi thành phần của vật liệu AlGaN, kích thước vùng cấm có thể được điều chỉnh liên tục từ 3,39 eV đến 6,1 eV, bao phủ dải UV từ 210 nm đến 360 nm, vì vậy nó là vật liệu lý tưởng để điều chế đèn LED UV. Trong đó, ứng dụng của AlGaN UV LED được bao gồm trong nhiều lĩnh vực như khử trùng, làm sạch môi trường, nhận dạng chống hàng giả và phát hiện sinh hóa. PAM-XIAMEN có thể cung cấpĐèn LED UV, bao gồm cả tấm AlGaN LED wafer, để chế tạo các thiết bị phát ra tia cực tím. AlGaN LED wafer được liệt kê dưới đây được trồng với thành phần 10% Al. Chúng tôi cũng có thể phát triển trực tiếp cấu trúc LED AlGaN với thành phần Al cao, để biết thông tin cụ thể, vui lòng liên hệ với nhóm bán hàngvictorchan@powerwaywafer.com.
1. Cấu trúc trục để chế tạo mảng LED UV AlGaN
PAMP17168-ALGAN
| Lớp Epi | Độ dày | Nồng độ doping |
| pGaN | 10nm | pha tạp nhiều |
| p-AlGaN (10% Al) | – | pha tạp nhiều |
| p-GaN | – | pha tạp nhẹ, p = 5E16-1E17 cm-3 |
| không mở cửa tốt / rào cản | – | |
| n-GaN | 50nm | – |
| n-AlGaN (10% Al) | – | pha tạp nhiều |
| n-AlGaN hoặc n-GaN (thành phần Al <10%) | 1,7-3 um | pha tạp nhiều |
| tháo mở | – | |
| chất nền sapphire |
AlGaN là vật liệu chính của đèn LED vi tia cực tím AlGaN, và các thành phần Al khác nhau có tác động đến bước sóng phát quang của thiết bị. Vì vậy, việc xác định thành phần Al trong AlGaN là rất quan trọng. Nói chung, nếu vật liệu AlGaN không bị căng trong lớp biểu mô, thì hàm lượng Al là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến hằng số mạng.
Bước sóng LED UV AlGaN càng ngắn thì thành phần Al yêu cầu càng cao. Tuy nhiên, với sự gia tăng của hàm lượng Al, những thách thức về tăng trưởng, pha tạp loại P, chế tạo tiếp xúc ohmic và các khía cạnh khác của vật liệu sẽ tăng lên. Hiệu suất của đèn LED UV AlGaN luôn bị giới hạn và giảm mạnh khi thành phần Al tăng lên. Lấy doping loại P làm ví dụ.
2. Tiến độ nghiên cứu doping loại P của đèn LED cực tím AlGaN Epitaxy
Với sự cải tiến của công nghệ đèn LED UV AlGaN, chất lượng tinh thể của AIGaN với thành phần Al cao đã được cải thiện đáng kể, và nồng độ điện tử nền ngày càng thấp hơn. Tuy nhiên, bất kể pha tạp loại N hay loại P, với sự gia tăng của thành phần Al, độ dẫn điện của lớp biểu mô giảm mạnh, đặc biệt là đối với vật liệu AlGaN loại P. Điều này là do năng lượng hoạt hóa của chất nhận Mg trong AIGaN tăng tuyến tính khi hàm lượng Al tăng lên, do đó, rất khó để tăng nồng độ lỗ trống bằng cách chỉ tăng nồng độ pha tạp của Mg. Bằng cách này, nồng độ của lỗ trống AlGaN loại P nhỏ hơn nhiều so với nồng độ của điện tử AlGaN loại N. Kết quả là có một lượng lớn điện tử dư thừa khi cặp lỗ trống điện tử thực hiện sự phát quang tổng hợp, và hiệu suất tiêm lỗ trống thấp, dẫn đến rò rỉ điện tử trong vùng hoạt động được tiêm vào.
Để cải thiện nồng độ lỗ, nhiều kỹ thuật pha tạp đã được phát triển, chẳng hạn như pha tạp δ, đồng pha tạp, pha tạp cảm ứng phân cực, pha tạp siêu mạng và pha tạp không cân bằng kỹ thuật lượng tử, v.v. Kết quả cho thấy pha tạp của Mg cải thiện P - loại dẫn điện bằng cách đưa vào điều chế dải cục bộ và giảm sự phân tán của tạp chất. Trong công nghệ đồng pha tạp, một lượng tạp chất cho, chẳng hạn như Si hoặc C, được thêm vào để làm giảm năng lượng hoạt hóa của chất nhận. Pha tạp gây ra phân cực là sử dụng các thành phần Al dần dần để tạo thành trường phân cực trong vật liệu và sau đó kích hoạt chất nhận. Pha tạp siêu mạng sử dụng trật tự vùng hóa trị và trường phân cực để bẻ cong mạnh vùng năng lượng của nó và hình thành dao động tuần hoàn, do đó làm giảm năng lượng hoạt hóa chất nhận trong một số lớp phân tử và tăng tốc độ hoạt hóa. Các phương pháp này quả thực đã đạt được những hiệu quả nhất định đối với vật liệu AIGaN giàu Ga. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố khác nhau, các phương pháp này không đạt được nhiều tiến bộ trong đèn LED UV AlGaN có thành phần Al cao.
Đối với phương pháp pha tạp không cân bằng trong kỹ thuật lượng tử, phương pháp này đưa cấu trúc lượng tử GaN vào hệ vật liệu AlGaN, và chất pha tạp được pha tạp trong vật liệu ma trận gần cấu trúc lượng tử cục bộ GaN, hệ vật chất không cân bằng được hình thành, đưa hệ lên đỉnh của vùng hóa trị (VBM), và để đảm bảo rằng tạp chất có thể giải phóng lỗ hổng hiệu quả cho VBM, Do đó, năng lượng kích hoạt của bộ nhận AlGaN, do đó cải thiện hiệu suất của các thiết bị LED UV.
Nhận xét:
Chính phủ Trung Quốc đã công bố các giới hạn mới đối với việc xuất khẩu vật liệu Gallium (như GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs và GaSb) và vật liệu Germanium dùng để sản xuất chip bán dẫn. Bắt đầu từ ngày 1 tháng 8 năm 2023, chúng tôi chỉ được phép xuất khẩu những nguyên liệu này nếu có giấy phép của Bộ Thương mại Trung Quốc. Rất mong sự thông cảm và hợp tác của bạn!
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.