Βασική δομή των επιταξιακών στρωμάτων LED με βάση το GaN

Βασική δομή των επιταξιακών στρωμάτων LED με βάση το GaN

01 Εισαγωγή

Η δομή του επιταξιακού στρώματος των LED με βάση το νιτρικό γαλλίμιο (GaN) είναι ο βασικός καθοριστικός παράγοντας της απόδοσης της συσκευής, απαιτώντας προσεκτική εξέταση της ποιότητας του υλικού, της αποτελεσματικότητας ένεσης φορέα,φωτεινή απόδοσηΜε την εξέλιξη των απαιτήσεων της αγοράς για υψηλότερη απόδοση, απόδοση και απόδοση, η τεχνολογία επιταξίας συνεχίζει να προχωρά.Ενώ οι κύριοι κατασκευαστές υιοθετούν παρόμοιες θεμελιώδεις δομές, οι βασικοί διαφοροποιητές βρίσκονται σε αποχρωματισμένες βελτιστοποιήσεις που αντικατοπτρίζουν τις δυνατότητες Ε&Α. Παρακάτω παρουσιάζεται μια επισκόπηση της πιο κοινής επιταξιακής δομής GaN LED.

02 Επισκόπηση της επιταξιακής δομής

Τα επιτακτικά καλλιεργούμενα στρώματα στο υπόστρωμα περιλαμβάνουν συνήθως:

1. Το στρώμα αποθήκευσης

2. Απαλλαγμένο στρώμα GaN ((Διαφορετικό στρώμα AlGaN n-τύπου)

3. στρώμα GaN τύπου N

4Ελαφρώς ντοπιζόμενο στρώμα GaN n-τύπου

5. στρώμα ανακούφισης

6Πολλαπλό κβαντικό πηγάδι (MQW)

7στρώμα αποκλεισμού ηλεκτρονίων AlGaN (EBL)

8. Χαμηλής θερμοκρασίας στρώμα GaN τύπου p

9. Υψηλής θερμοκρασίας στρώμα GaN τύπου p

10.Περιφανειακό στρώμα επαφής

Συνήθεις δομές επιταξιακής διάταξης GaN LED

Λεπτομερείς λειτουργίες στρωμάτων

1)Σκάτωμα αποθηκών

Καλλιεργείται σε θερμοκρασία 500-800 °C με χρήση δυαδικών (GaN/AlN) ή τριδικών (AlGaN) υλικών.

Σκοπός: Μειώνει την ασυμφωνία πλέγματος μεταξύ υποστρώματος (π.χ. ζαφείρι) και στρωμάτων επιφάνειας για τη μείωση των ελαττωμάτων.

Τάση του κλάδου: Οι περισσότεροι κατασκευαστές προεφοδιάζουν τώρα το AlN μέσω ψεκασμού PVD πριν από την αύξηση του MOCVD για να ενισχύσουν την απόδοση.

2)Δεν ντοπιζόμενο στρώμα GaN

Δύο σταδιακή ανάπτυξη: Αρχικά νησιά 3D GaN ακολουθούμενα από υψηλής θερμοκρασίας 2D planarization GaN.

Αποτέλεσμα: Παρέχει ατομικά ομαλές επιφάνειες για τα επόμενα στρώματα.

3)Σκάλα GaN τύπου N

Si-doped (8×1018 ∆2×1019 cm−3) για την παροχή ηλεκτρονίων.

Προχωρημένη επιλογή: Μερικά σχέδια εισάγουν ένα ενδιάμεσο στρώμα n-AlGaN για να φιλτράρουν τις εκτροπές της πεταλούδας.

4)Ελαφρώς ντοπιζόμενο στρώμα n-GaN

Η χαμηλότερη ντόπινγκ (1×10182×1018 cm−3) δημιουργεί μια περιοχή υψηλής αντίστασης που εξαπλώνεται από το ρεύμα.

Πλεονεκτήματα: Βελτιώνει τα χαρακτηριστικά τάσης και την ομοιομορφία της φωτεινότητας.

5)Σκάτωμα ανακούφισης από την ένταση

στρώμα μετάβασης με βάση το InGaN με βαθμολογημένη σύνθεση In (μεταξύ των επιπέδων GaN και MQW).

Διαφορές σχεδιασμού: Υπερφλέβες ή δομές ρηχών πηγών για τη σταδιακή προσαρμογή στο στρες του πλέγματος.

6)MQW (πολλαπλές κβαντικές πηγές)

Πειραματικές στοιβάδες InGaN/GaN (π.χ. 515 ζευγάρια) για ακτινοβολητικό επανασυνδυασμό.

Βελτιστοποίηση: Τα φράγματα GaN με ντόπιση Si μειώνουν την τάση λειτουργίας και ενισχύουν τη φωτεινότητα.

Τελευταία εταιρικά νέα σχετικά με τη βασική δομή των επιταξιακών στρωμάτων LED με βάση το GaN 2

7)Σκάτωμα αποκλεισμού ηλεκτρονίων AlGaN (EBL)

Ανώτατο φραγμό διαχωρισμού ζώνης για τον περιορισμό των ηλεκτρονίων εντός των MQW, ενισχύοντας την αποτελεσματικότητα της ανασύνθεσης.

8)Πλάκα p-GaN χαμηλού χρόνου

Το στρώμα με ντόπιση Mg αυξάνεται ελαφρώς πάνω από τη θερμοκρασία MQW σε:

Ενισχύστε την ένεση τρύπας

Προστασία των MQW από επακόλουθη ζημιά σε υψηλές θερμοκρασίες

9)Σκάτωμα p-GaN υψηλής ταχύτητας

Καλλιεργούνται σε θερμοκρασία ~ 950°C έως:

Τρύπες τροφοδοσίας

Επλανώστε τα V-pit που πολλαπλασιάζονται από MQWs

Μείωση ρεύματος διαρροής

10)Περιφανειακό στρώμα επαφής

Σημαντικά Mg-doped GaN για το σχηματισμό ohmic επαφής με μεταλλικά ηλεκτρόδια, ελαχιστοποιώντας την τάση λειτουργίας.

03 Συμπεράσματα

Η επιταξιακή δομή GaN LED αποτελεί παράδειγμα της συνέργειας μεταξύ της επιστήμης των υλικών και της φυσικής συσκευών, όπου κάθε στρώμα επηρεάζει κρίσιμα την ηλεκτρο-οπτική απόδοση.Οι μελλοντικές εξελίξεις θα επικεντρωθούν στην μηχανική ελαττωμάτων, διαχείριση της πόλωσης, και νέες τεχνικές ντόπινγκ για να ωθήσουν τα όρια της αποτελεσματικότητας και να επιτρέψουν τις αναδυόμενες εφαρμογές.

Ως πρωτοπόρος στην τεχνολογία επιταξιακών LED νιτρικού γαλλίου (GaN), η ZMSH έχει πρωτοπορήσει σε προηγμένες επιταξιακές λύσεις GaN-on-saphire και GaN-on-SiC, leveraging proprietary MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) systems and precision thermal management to deliver high-performance LED wafers with defect densities below 10⁶ cm⁻² and uniform thickness control within ±10,5%. Τα προσαρμοσμένα υποστρώματα μας, συμπεριλαμβανομένου του GaN-on-sapphire, του μπλε σαφείρου, του καρβιδίου του πυριτίου και των συνθετικών υποστρώσεων μετάλλων, επιτρέπουν προσαρμοσμένες λύσεις για LED υπερυψωμένης φωτεινότητας, οθόνες μικρο-LED,Με την ενσωμάτωση της βελτιστοποίησης διαδικασιών με βάση την τεχνητή νοημοσύνη και της υπερταχείας παλμικής αναψίξεως λέιζερ, επιτυγχάνουμε μετατόπιση μήκους κύματος <3% και αξιοπιστία >95%,Υποστηρίζεται από πιστοποιητικές αυτοκινητοβιομηχανίας (AEC-Q101) και επεκτασιμότητα μαζικής παραγωγής για τα φώτα 5G, οπτική AR/VR και βιομηχανικές συσκευές IoT.

Το παρακάτω είναι υπόστρωμα GaN & σφαιρίδιο ζαφείρι από ZMSH:

* Παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας για τυχόν ανησυχίες σχετικά με τα πνευματικά δικαιώματα, και θα τα αντιμετωπίσουμε αμέσως.