Structure Epi GaN LED bleue à base de saphir
Actuellement, dans la préparation des LED bleues, les matériaux de nitrure de gallium (GaN) sont généralement cultivés par hétéroépitaxie. Dans les LED commerciales à base de GaN, la plupart d'entre elles utilisent du saphir comme matériau de substrat pour la croissance épitaxiale. Il y a une bande interdite dans le semi-conducteur de nitrure de gallium, et les longueurs d'onde peuvent facilement être décalées du vert au bleu en ajoutant de l'indium (passage à des longueurs d'onde plus longues) ou de l'aluminium (passage à des longueurs d'onde plus courtes). Les paramètres de la LED bleueÉpitaxie GaN on patterned sapphire substrate from Ganwafer are shown as follows:
1. Spécification de la tranche de 4 pouces LED GaN Epi-on-Sapphire
GANW220421-GOSLED
| Epitaxy | |
| Matériel | GaN |
| Superficie utilisée | > 90% |
| densité de Dislocation | xx cm2 |
| Épaisseur de p-GaN | xx um |
| Concentration de porteurs de p-GaN | xx |
| Mobilité des porteurs de p-GaN | xx |
| WLD | 450-460 nm |
| Tolerance | xx nm |
| Puissance de sortie lumineuse (au courant 20 mA) | xx mW |
| substrat | |
| Matériel | PSS saphir |
| Diamètre | 4” (100 mm) |
| Épaisseur | 650±25um |
| Orientation | C-plane(0001)0°±0.5° |
| Longueur plat primaire | 30±1.5 mm |
| Orientation à plat primaire | A-plane(11-20) 0°±0.25° |
| Bow | <20 um |
| CHAÎNE | <10 um |
| TTV | <20 um |
| marquage laser | backside |
| Polissage de la face avant | epi-ready, Ra<0.2 nm |
| Polissage du verso | fine ground |
2. Performances de la LED GaN sur saphir
Les performances de la LED au nitrure de gallium présentent principalement deux avantages, à savoir l'efficacité quantique interne (IQE) de la région active et l'efficacité d'extraction de la lumière élevée. Le résultat d'une faible efficacité quantique interne est affecté par la densité élevée de dislocations de fil (TD) des films LED GaN développés sur des hétéro-substrats. Les TD sont des matériaux métalliques qui forment des chemins de diffusion d'électrons dans la couche active. En raison de la localisation plus faible de la matrice, l'efficacité d'émission de lumière est plus sensible au centre de recombinaison non radioactif du TD lorsque la longueur d'onde d'émission est raccourcie. Afin d'améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière des LED à base de GaN, plusieurs solutions sont proposées ci-dessous.
3. Comment améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière des LED bleues GaN ?
À l'heure actuelle, les principaux moyens d'améliorer l'efficacité quantique externe des dispositifs LED sur GaN-on-Sapphire sont le réflecteur de Brag distribué (DBR), le décollage laser du substrat (LLO), la modification de la géométrie LED et la puce retournée (Flip Chip), la surface rugosité, cristal photonique, plasmon de surface et utilisation de la microstructure des puces, etc.
Prenez le cristal photonique par exemple. L'utilisation de cristaux photoniques pour améliorer l'efficacité d'extraction des LED présente les avantages d'un processus simple et d'une efficacité d'extraction de lumière élevée. Elle est donc devenue l'un des points chauds de la recherche pour améliorer l'efficacité quantique externe des LED, telles que les Micro LED. Il existe deux mécanismes principaux pour améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière des LED :
(1) Mécanisme de diffraction, qui est principalement utilisé dans les structures à cristaux photoniques avec des constantes de réseau relativement grandes ;
(2) Mécanisme de bande interdite, c'est la condition de bande interdite à laquelle la constante de réseau atteint la longueur d'onde de la LED GaN
En termes de cristal photonique, il existe trois méthodes principales actuellement adoptées pour améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière de la structure LED GaN :
L'une consiste à fabriquer une structure bidimensionnelle sur la surface d'un matériau GaN de type p ou d'une couche d'oxyde d'indium-étain (ITO) pour améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière du dispositif ;
L'autre consiste à utiliser la surface inférieure du substrat en saphir, créant une structure semblable à un réseau de lentilles pour améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière de la surface inférieure du GaN LED ;
La troisième consiste à créer une structure bidimensionnelle sur un substrat de saphir PSS, puis à développer une tranche de LED GaN pour fabriquer des dispositifs associés.
Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par e-mail à sales@ganwafer.com et tech@ganwafer.com.
