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【LED技术】日本研究低电阻n-AlGaN可增加15%电光转换效率

时间:2020-10-19 09:29来源:未知点击:

【LED技术】日本研究低电阻n-AlGaN可增加15%电光转换效率


来自日本名城大学和名古屋大学的研究人员生产了低电阻n型氮化铝稼(n-AlGaN)。 通过使用n-AlGaN作为紫外LED的一部分,研究人员成功地更改了电光转换效率(墙塞效率
)增加了约15%。

该低电阻n-AlGaN是使用MOVPE在蓝宝石上制成的。 外延生长首先使用低温缓冲层,然后使用3μm随机掺杂的GaN层。 甲硅烷用作氮化铝稼低电阻层的硅掺杂源。

这款390nm的紫色LED使用类似的2μm
n-AlGaN样本作为生产基础(图1)。 主动发光多量子阱(MQW)包含三对2.7nmGaInN阱和12nmAlGaN障碍层。 发光二极管
p层为20nmAlGaN电子阻挡层(电子阻挡层,100nmAlGaN电镀层(覆层)和10nmGaN触点层

【LED技术】日本研究低电阻n-AlGaN可增加15%电光转换效率








图片
1:紫光LED原理架构
LED工艺包括在800°C的空气中退火10分钟以激活p型层,感应耦合等离子体台面蚀刻和n型电极金属沉积,p型氮化镓电触及镍和金 半透明电极沉积和p型焊盘电极沉积。 装置尺寸为350μm
x 350微米
研究人员发现,在AlGaN处添加少量铝可以实现更高水平的硅掺杂,从而实现无损晶体结构。 纯GaN的硅掺杂限制在1x1019 / cm3左右
,否则材料的表面将变得粗糙。 相比之下,AlGaN层是平滑的。 即使以4x1020 / cm3掺杂,也没有可见的裂纹。 使用
n-AlGaN可以实现5.9x10-4 /Ω-cm的电阻值。 德国研究人员可以实现的低电阻n-GaN为6.3x10-4Ω-cm。 在日本,n-AlGaN较低。

研究人员还将n-AlGaN触点层LED与两种不同的硅掺杂进行了比较,载流子浓度分别为1x1019 / cm3和1.6x1020 / cm3。 较高硅掺杂的降低的电阻可以降低给定电流下的正向电压,这意味着可以实现较高的光效率。 在100mA驱动电流下,降低的正向电压约为1V。在给定的驱动电流下,光输出也会显着增加,并且在更高的电流下可以增加5%。 紫色LED电光转换效率增加约15%


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