Estructura Epi de GaN LED azul basada en zafiro
Actualmente, en la preparación de LED azules, los materiales de nitruro de galio (GaN) generalmente se cultivan mediante heteroepitaxia. En los LED comerciales basados en GaN, la mayoría utiliza zafiro como material de sustrato para el crecimiento epitaxial. Hay una brecha de banda en el semiconductor de nitruro de galio, y las longitudes de onda se pueden cambiar fácilmente del verde al azul agregando indio (cambio a longitudes de onda más largas) o aluminio (cambio a longitudes de onda más cortas). Los parámetros del LED azulepitaxia de GaN on patterned sapphire substrate from Ganwafer are shown as follows:
1. Especificación de oblea LED GaN Epi-on-Sapphire de 4 pulgadas
GANW220421-GOSLED
| Epitaxy | |
| Material | GaN |
| Área utilizada | > 90% |
| Densidad de dislocaciones | xx cm2 |
| Espesor de p-GaN | xx um |
| Concentración de portadores de p-GaN | xx |
| Portadores de movilidad de p-GaN | xx |
| WLD | 450-460 nm |
| Tolerance | xx nm |
| Potencia de salida de luz (en corriente 20 mA) | xx mW |
| Sustrato | |
| Material | Zafiro PSS |
| Diámetro | 4” (100 mm) |
| Espesor | 650±25um |
| Orientación | C-plane(0001)0°±0.5° |
| longitud plana primaria | 30±1.5 mm |
| Orientación plana primaria | A-plane(11-20) 0°±0.25° |
| Bow | <20 um |
| DEFORMACIÓN | <10 um |
| TTV | <20 um |
| marcado por láser | backside |
| Pulido de la parte delantera | epi-ready, Ra<0.2 nm |
| Pulido de la parte trasera | fine ground |
2. Rendimiento de GaN-on-Sapphire LED
El rendimiento del LED de nitruro de galio tiene principalmente dos ventajas, a saber, la eficiencia cuántica interna (IQE) de la región activa y la alta eficiencia de extracción de luz. El resultado de la baja eficiencia cuántica interna se ve afectado por la alta densidad de dislocación de hilos (TD) de las películas de LED GaN cultivadas en heterosustratos. Los TD son materiales metálicos que forman rutas de difusión de electrones en la capa activa. Debido a la localización de matriz más débil, la eficiencia de emisión de luz es más sensible al centro de recombinación no radiactiva del TD cuando se acorta la longitud de onda de emisión. A continuación se sugieren varias soluciones para mejorar la eficiencia de extracción de luz de los LED basados en GaN.
3. ¿Cómo mejorar la eficiencia de extracción de luz de GaN Blue LED?
En la actualidad, las principales formas de mejorar la eficiencia cuántica externa de los dispositivos LED en GaN-on-Sapphire son el reflector Brag distribuido (DBR), el despegue láser del sustrato (LLO), el cambio de geometría LED y el chip invertido (Flip Chip), superficie rugosidad, cristal fotónico, plasmón de superficie y el uso de microestructura de chip, etc.
Tome el cristal fotónico por ejemplo. El uso de cristales fotónicos para mejorar la eficiencia de extracción de LED tiene las ventajas de un proceso simple y una alta eficiencia de extracción de luz, por lo que se ha convertido en uno de los puntos críticos de investigación para mejorar la eficiencia cuántica externa de LED, como Micro LED. Hay dos mecanismos principales para mejorar la eficiencia de extracción de luz de los LED:
(1) mecanismo de difracción, que se utiliza principalmente en estructuras de cristal fotónico con constantes de red relativamente grandes;
(2) Mecanismo de banda prohibida, es la condición de banda prohibida en la que la constante de red alcanza la longitud de onda del LED de GaN.
En términos de cristal fotónico, existen tres métodos principales adoptados actualmente para mejorar la eficiencia de extracción de luz de la estructura LED de GaN:
Una es fabricar una estructura bidimensional en la superficie del material GaN de tipo p o una capa de óxido de indio y estaño (ITO) para mejorar la eficiencia de extracción de luz del dispositivo;
La otra es usar la superficie inferior del sustrato de zafiro, creando una estructura similar a una matriz de lentes para mejorar la eficiencia de extracción de luz de la superficie inferior del LED GaN;
El tercero es hacer una estructura bidimensional en un sustrato de zafiro PSS y luego hacer crecer la oblea LED de GaN para fabricar dispositivos relacionados.
Para obtener más información, contáctenos por correo electrónico a sales@ganwafer.com y tech@ganwafer.com.
