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环亚国际娱乐MOCVD成长GaN基蓝光LED外延片的研讨
来源:http://www.hnjt58.com 责任编辑:ag88.com 更新日期:2018-09-19 07:20
MOCVD成长GaN基蓝光LED外延片的研讨 摘要:运用CCS-MOCVD体系在不同条件下成长了两样品InGaN/GaN MQW蓝光 LED外延片 ,并对两样品从外延片至制成的 LED 管芯及封装成器材作了测验和剖析,发现样品B的功能(正向电压、光强、反向漏电流、波长均匀性、FWHM等)

  MOCVD成长GaN基蓝光LED外延片的研讨

  摘要:运用CCS-MOCVD体系在不同条件下成长了两样品InGaN/GaN MQW蓝光LED外延片,并对两样品从外延片至制成的LED管芯及封装成器材作了测验和剖析,发现样品B的功能(正向电压、光强、反向漏电流、波长均匀性、FWHM等)好于样品A。
Abstract:InGaN/GaN MQW and Bluelight LED extension chip are made in different conditions under CCS-MOCVD system. The essay gives an the result of test and analysis on the two items from LED core to encapsulation. After comparison it is found that item B is better than A on terms of forward current, light intensity, reverse-leakage current, uniformity of wavelength and FWHM, etc.

  一 导言
Ⅲ-V族氮化合物InN、GaN、AIN及其合金资料,其带隙宽度从1.9eV至6.2eV,覆盖了可见光及紫外光光谱的规模。GaN资料系列是一种抱负的短波长发光器材资料,对GaN资料的研讨与应用是当今全球半导体研讨的前沿和热门,市场上的蓝光及紫光LED都是选用GaN基资料出产出来的。GaN是极安稳的化合物和坚固的高熔点资料,也是直接跃迁的宽带隙半导体料,不只具有杰出的物理和化学性质,并且具有电子饱满速率高、热导率好、禁带宽度大和介电常数小等特色和强的抗辐照 才能,可用来制备安稳功能好、寿命长、耐腐蚀和耐高温的大功率器材,现在广泛应用于光电子、蓝光LED、紫光探测器、高温大功率器材和高频微波器材等光电器材。
制备高质量的GaN基资料和薄膜单晶资料,是研发和开发发光外延资料及器材功能的前提条件。现在市场上还没有哪家公司能出产两寸的高质量的GaN单晶衬底,即便有GaN单晶衬底,价格也适当的贵重。现在大多数公司运用的衬底资料都是兰宝石(Al2O3),尽管它与GaN晶格失配达13.8%,在兰宝石衬底上成长的GaN薄膜资料会有十分高的位错密度,但成本低、价格低廉,工艺也比较老练,在高温下有杰出的安稳性。
本文的意图就是研讨不同条件下低温成长GaN缓冲层对外延片功能(正向电压、光强、反向漏电流、波长均匀性、FWHM等)、芯片和器材的影响。

  二、试验
本文所用的是Thomas Swan公司出产的立式CCS-MOCVD体系。
本试验是在低压(100Torr)下成长GaN,所用的衬底资料是Al2O3(0001)面,三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMIn)和蓝氨(NH3)别离作为Ga源、In源和N源,硅烷(SiH4)和Cp2Mg别离为n、p型掺杂剂,载气为高纯度的H2和N2。成长进程如下:首要,将衬底在H2的气氛下加热到10500C,烘烤5分钟,再降温到5300C。样品A用2500ml/m的氨气氮化120秒钟后再成长缓冲层,NH3和TMG的流量别离是1300ml/min和15μmol/min;样品B用5000ml/m的氨气氮化60秒钟后再成长缓冲层,NH3和TMG的流量别离是5000ml/min和30μmol/min;两样品都成长厚度为25nm的GaN缓冲层,升温使缓冲层从头结晶,别离成长非掺杂的GaN单晶层和Si掺杂的n-GaN单晶层,5个周期的InGaN/GaN MQW,Mg掺杂的p-AlGaN/GaN单晶层。

  三、测验和剖析
从成长振动曲线来看,有十分大的差异。
从外延层的外表描摹来看,样品A的外表描摹显着没有样品B的好。样品A外表有十分多的小突起、针孔和六角晶体,而样品B外表十分细腻,光泽度、平整度都很好。
对两外延片样品进行了一个快速测验,用两个探针直接触摸外延片,样品A发现外延片宣布的光不安稳,漏电流很大,而样品B的成果比较抱负。两片样品的峰值光致发光峰值波长别离是473.5nm和468.7nm,FWHM别离为32.9nm和21.3nm,且外延片波长均匀性样品B比样品A要好。把两样品做成管芯后测验,发现样品A(在20mA条件下)的正向电压在3.5V左右,反向漏电流很大,反向电压5V时到达0.4μA,光强在20mcd至35mcd之间;而样品B(在20mA条件下)的正向电压在3.3V左右,反向电压(在10μA条件下)在12V以上,光强在35mcd至50mcd之间。本文形成样品A晶体外表质量差、漏电流大等的原因归结为在成长GaN缓冲层时因为镓流量与氨气流量没有到达杰出的化学计量等到氨化的时刻不同所引起的。

  四、成果及评论
运用CCS-MOCVD体系成长了InGaN/GaN MQW蓝光LED外延片。经过本试验,对两片样品外延片进行了剖析和测验,发现衬底氨化时刻的长短和成长GaN缓冲层镓量与氨量的化学计量比是引起InGaN/GaN MQW LED外延片功能的主要因素。假如处理好,对成长的外延片的功能包含晶体质量、环亚国际娱乐。正向电压、光强、反向漏电流、波长均匀性、FWHM等和芯片、器材的功能都十分大的改进和进步。

  

   低温成长GaN缓冲层外延片蓝光LEDMOCVD

 
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