Cấu trúc đèn LED GaN Epi xanh lam dựa trên sapphire
Hiện nay, để điều chế đèn LED xanh lam, vật liệu gali nitride (GaN) thường được trồng bằng phương pháp dị sáp. Trong đèn LED thương mại dựa trên GaN, hầu hết chúng sử dụng sapphire làm vật liệu nền cho sự phát triển biểu mô. Có một vùng cấm trong chất bán dẫn gali nitride và các bước sóng có thể dễ dàng chuyển từ màu xanh lục sang màu xanh lam bằng cách thêm indium (chuyển sang bước sóng dài hơn) hoặc nhôm (chuyển sang bước sóng ngắn hơn). Các thông số của đèn LED xanh lamGaN epitaxy on patterned sapphire substrate from Ganwafer are shown as follows:
1. Đặc điểm kỹ thuật Wafer LED GaN Epi-on-Sapphire 4 inch
GANW220421-GOSLED
Epitaxy | |
Chất liệu | GaN |
Diện tích sử dụng | > 90% |
Mật độ trật khớp | xx cm2 |
Độ dày của p-GaN | xx um |
Nồng độ chất mang của p-GaN | xx |
Tính di động của sóng mang của p-GaN | xx |
THẾ GIỚI | 450-460 nm |
Tolerance | xx nm |
Công suất đầu ra ánh sáng (hiện tại 20 mA) | xx mW |
bề mặt | |
Chất liệu | PSS sapphire |
Đường kính | 4” (100 mm) |
Độ dày | 650±25um |
Sự định hướng | C-plane(0001)0°±0.5° |
chiều dài phẳng chính | 30±1.5 mm |
định hướng căn hộ chính | A-plane(11-20) 0°±0.25° |
Bow | <20 um |
LÀM CONG | <10 um |
TTV | <20 um |
khắc laser | backside |
Đánh bóng mặt trước | epi-ready, Ra<0.2 nm |
Đánh bóng mặt sau | fine ground |
2. Hiệu suất của đèn LED GaN-on-Sapphire
Hiệu suất của đèn LED gallium nitride chủ yếu có hai ưu điểm, đó là, hiệu suất lượng tử bên trong (IQE) của vùng hoạt động và hiệu suất khai thác ánh sáng cao. Kết quả của hiệu suất lượng tử bên trong thấp bị ảnh hưởng bởi mật độ lệch sợi (TD) cao của các màng LED GaN được trồng trên các chất nền khác nhau. TDs là vật liệu kim loại tạo thành các đường khuếch tán điện tử vào lớp hoạt động. Do tính cục bộ của ma trận yếu hơn, hiệu suất phát xạ ánh sáng nhạy cảm hơn với trung tâm tái kết hợp không phóng xạ của TD khi bước sóng phát xạ bị rút ngắn. Để cải thiện hiệu quả khai thác ánh sáng của đèn LED dựa trên GaN, một số giải pháp được đề xuất dưới đây.
3. Làm thế nào để cải thiện hiệu quả khai thác ánh sáng của đèn LED xanh GaN?
Hiện tại, các cách chính để cải thiện hiệu suất lượng tử bên ngoài của các thiết bị LED trên GaN-on-Sapphire là phân phối phản xạ Brag (DBR), laser nâng nền (LLO), thay đổi hình học LED và chip lật (Flip Chip), bề mặt làm nhám, tinh thể quang tử, plasmon bề mặt và việc sử dụng vi cấu trúc chip, v.v.
Lấy ví dụ về tinh thể quang tử. Việc sử dụng tinh thể quang tử để cải thiện hiệu suất khai thác của đèn LED có ưu điểm là quy trình đơn giản và hiệu suất khai thác ánh sáng cao, vì vậy nó đã trở thành một trong những điểm nóng nghiên cứu để cải thiện hiệu suất lượng tử bên ngoài của đèn LED, chẳng hạn như Micro LED. Có hai cơ chế chính để cải thiện hiệu quả khai thác ánh sáng của đèn LED:
(1) Cơ chế nhiễu xạ, được sử dụng chủ yếu trong các cấu trúc tinh thể quang tử có hằng số mạng tương đối lớn;
(2) Cơ chế độ rộng vùng cấm, đó là điều kiện độ rộng vùng cấm tại đó hằng số mạng đạt đến bước sóng LED GaN
Về mặt tinh thể quang tử, có ba phương pháp chính hiện được áp dụng để cải thiện hiệu quả khai thác ánh sáng của cấu trúc đèn LED GaN:
Một là chế tạo cấu trúc hai chiều trên bề mặt vật liệu GaN loại p hoặc lớp Indium-Tin-Oxide (ITO) để nâng cao hiệu quả khai thác ánh sáng của thiết bị;
Hai là sử dụng bề mặt dưới cùng của chất nền sapphire, tạo ra một cấu trúc giống như mảng thấu kính để cải thiện hiệu quả khai thác ánh sáng của bề mặt đáy của đèn LED GaN;
Thứ ba là tạo cấu trúc hai chiều trên nền sapphire PSS, sau đó phát triển tấm nền GaN LED để chế tạo các thiết bị liên quan.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email sales@ganwafer.com và tech@ganwafer.com.