サファイアベースの青色LEDGaNエピ構造

現在、青色LEDの製造では、窒化ガリウム（GaN）材料は通常ヘテロエピタキシーによって成長します。 市販のGaNベースのLEDでは、それらのほとんどがエピタキシャル成長の基板材料としてサファイアを使用しています。 窒化ガリウム半導体にはバンドギャップがあり、インジウム（より長い波長にシフト）またはアルミニウム（より短い波長にシフト）を加えることにより、波長を緑から青に簡単にシフトできます。 青色LEDのパラメータGaNエピタキシー on patterned sapphire substrate from Ganwafer are shown as follows:

1.4インチLEDGaNエピオンサファイアウェーハの仕様

GANW220421-GOSLED

2.GaN-on-SapphireLEDの性能

窒化ガリウムLEDの性能には、主に2つの利点があります。つまり、アクティブ領域の内部量子効率（IQE）と高い光抽出効率です。 低い内部量子効率の結果は、ヘテロ基板上に成長したLED GaN膜の高いスレッド転位（TD）密度の影響を受けます。 TDは、活性層への電子拡散経路を形成する金属材料です。 マトリックスの局在化が弱いため、発光波長が短くなると、発光効率はTDの非放射性再結合中心に対してより敏感になります。 GaNベースのLEDの光抽出効率を改善するために、いくつかの解決策を以下に提案します。

3. GaN青色LEDの光抽出効率を改善するにはどうすればよいですか？

現在、GaN-on-Sapphire上のLEDデバイスの外部量子効率を改善する主な方法は、分布ブラッグ反射鏡（DBR）、基板レーザーリフトオフ（LLO）、LEDジオメトリの変更、フリップチップ（フリップチップ）、表面です。粗面化、フォトニック結晶、表面プラズモン、チップ微細構造の使用など。

フォトニック結晶を例にとってみましょう。 LEDの抽出効率を向上させるためにフォトニック結晶を使用することは、プロセスが簡単で光抽出効率が高いという利点があるため、マイクロLEDなどのLEDの外部量子効率を向上させるための研究ホットスポットの1つになっています。 LEDの光抽出効率を改善するための2つの主要なメカニズムがあります。

（1）回折メカニズム。これは主に、格子定数が比較的大きいフォトニック結晶構造で使用されます。

（2）バンドギャップメカニズム、格子定数がGaNLED波長に達するバンドギャップ条件です。

フォトニック結晶に関しては、GaNLED構造の光抽出効率を改善するために現在採用されている3つの主要な方法があります。

1つは、p型GaN材料またはインジウムスズ酸化物（ITO）層の表面に二次元構造を作製して、デバイスの光抽出効率を向上させることです。

もう1つは、サファイア基板の底面を使用して、レンズアレイのような構造を作成し、LEDGaN底面の光抽出効率を向上させることです。

3つ目は、PSSサファイア基板上に2次元構造を作成し、次にGaNLEDウェーハを成長させて関連デバイスを作成することです。

詳細については、メールでお問い合わせください。 sales@ganwafer.com と tech@ganwafer.com.