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【LED技術】日本研究低電阻n-AlGaN可增加15%電光轉換效率

時間:2020-10-19 09:29來源:未知點擊:


來自日本名城大學和名古屋大學的研究人員生產了低電阻n型氮化鋁稼(n-AlGaN)。 通過使用n-AlGaN作為紫外LED的一部分,研究人員成功地更改了電光轉換效率(墻塞效率
)增加了約15%。

該低電阻n-AlGaN是使用MOVPE在藍寶石上制成的。 外延生長首先使用低溫緩沖層,然后使用3μm隨機摻雜的GaN層。 甲硅烷用作氮化鋁稼低電阻層的硅摻雜源。

這款390nm的紫色LED使用類似的2μm
n-AlGaN樣本作為生產基礎(圖1)。 主動發光多量子阱(MQW)包含三對2.7nmGaInN阱和12nmAlGaN障礙層。 發光二極管
p層為20nmAlGaN電子阻擋層(電子阻擋層,100nmAlGaN電鍍層(覆層)和10nmGaN觸點層








圖片
1:紫光LED原理架構
LED工藝包括在800°C的空氣中退火10分鐘以激活p型層,感應耦合等離子體臺面蝕刻和n型電極金屬沉積,p型氮化鎵電觸及鎳和金 半透明電極沉積和p型焊盤電極沉積。 裝置尺寸為350μm
x 350微米
研究人員發現,在AlGaN處添加少量鋁可以實現更高水平的硅摻雜,從而實現無損晶體結構。 純GaN的硅摻雜限制在1x1019 / cm3左右
,否則材料的表面將變得粗糙。 相比之下,AlGaN層是平滑的。 即使以4x1020 / cm3摻雜,也沒有可見的裂紋。 使用
n-AlGaN可以實現5.9x10-4 /Ω-cm的電阻值。 德國研究人員可以實現的低電阻n-GaN為6.3x10-4Ω-cm。 在日本,n-AlGaN較低。

研究人員還將n-AlGaN觸點層LED與兩種不同的硅摻雜進行了比較,載流子濃度分別為1x1019 / cm3和1.6x1020 / cm3。 較高硅摻雜的降低的電阻可以降低給定電流下的正向電壓,這意味著可以實現較高的光效率。 在100mA驅動電流下,降低的正向電壓約為1V。在給定的驅動電流下,光輸出也會顯著增加,并且在更高的電流下可以增加5%。 紫色LED電光轉換效率增加約15%


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