Safirbaserad blå LED GaN Epi-struktur
För närvarande, vid framställningen av blå lysdioder, odlas galliumnitrid (GaN) material vanligtvis med hjälp av heteroepitaxi. I kommersiella GaN-baserade LED använder de flesta safir som substratmaterial för epitaxiell tillväxt. Det finns ett bandgap i galliumnitridhalvledaren, och våglängder kan enkelt skiftas från det gröna till det blåa genom att lägga till indium (skifta till längre våglängder) eller aluminium (skifta till kortare våglängder). Parametrarna för blå LEDGaN epitaxi on patterned sapphire substrate from Ganwafer are shown as follows:
1. 4 tums LED GaN Epi-on-Sapphire Wafer Specifikation
GANW220421-GOSLED
Epitaxy | |
Material | GaN |
Område som används | > 90% |
Dislokationstäthet | xx cm2 |
Tjocklek på p-GaN | xx um |
Bärarkoncentration av p-GaN | xx |
Bärares rörlighet för p-GaN | xx |
WLD | 450-460 nm |
Tolerans | xx nm |
Ljusutgångseffekt (vid ström 20 mA) | xx mW |
Substrat | |
Material | PSS safir |
Diameter | 4” (100 mm) |
Tjocklek | 650±25um |
Orientering | C-plane(0001)0°±0.5° |
Primära platt längd | 30±1.5 mm |
Primär plan orientering | A-plane(11-20) 0°±0.25° |
Rosett | <20 um |
VARP | <10 um |
TTV | <20 um |
Lasermärkning | backside |
Polerande framsida | epi-ready, Ra<0.2 nm |
Polerande baksida | fine ground |
2. Prestanda för GaN-on-Sapphire LED
Prestanda för galliumnitrid LED har huvudsakligen två fördelar, nämligen den interna kvanteffektiviteten (IQE) för den aktiva regionen och den höga ljusextraktionseffektiviteten. Resultatet av låg intern kvanteffektivitet påverkas av den höga tråddislokationstätheten (TD) hos LED GaN-filmer odlade på heterosubstrat. TDs är metallmaterial som bildar elektrondiffusionsvägar in i det aktiva lagret. På grund av den svagare matrislokaliseringen är ljusemissionseffektiviteten mer känslig för TD:ns icke-radioaktiva rekombinationscentrum när emissionsvåglängden förkortas. För att förbättra ljusextraktionseffektiviteten hos GaN-baserade LED, föreslås flera lösningar nedan.
3. Hur kan man förbättra ljusextraktionseffektiviteten för GaN Blue LED?
För närvarande är de viktigaste sätten att förbättra den externa kvanteffektiviteten för LED-enheter på GaN-on-Sapphire distribuerad Brag-reflektor (DBR), substratlaserlyft (LLO), ändrad LED-geometri och flip-chip (Flip Chip), yta uppruggning, fotonisk kristall, ytplasmon och användning av chipmikrostruktur, etc.
Ta den fotoniska kristallen till exempel. Användningen av fotoniska kristaller för att förbättra extraktionseffektiviteten för LED har fördelarna med enkel process och hög ljusextraktionseffektivitet, så det har blivit en av forskningshotspots för att förbättra den externa kvanteffektiviteten hos lysdioder, såsom Micro LED. Det finns två huvudmekanismer för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten hos lysdioder:
(1) Diffraktionsmekanism, som huvudsakligen används i fotoniska kristallstrukturer med relativt stora gitterkonstanter;
(2) Bandgapmekanism, det är bandgapstillståndet vid vilket gitterkonstanten når GaN LED-våglängden
När det gäller fotonisk kristall finns det tre huvudmetoder som för närvarande används för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten för GaN LED-struktur:
En är att tillverka en tvådimensionell struktur på ytan av p-typ GaN-material eller indium-tenn-oxid (ITO) lager för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten hos anordningen;
Den andra är att använda bottenytan av safirsubstrat, vilket gör en linsarrayliknande struktur för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten hos LED GaN-bottenytan;
Den tredje är att göra en tvådimensionell struktur på ett PSS-safirsubstrat och sedan odla GaN LED-wafer för att göra relaterade enheter.
För mer information, kontakta oss via e-post på sales@ganwafer.com och tech@ganwafer.com.