ag88.com韩研讨薄化LED衬底 有用提高绿光LED光效

2018-08-15 11:04 作者:产业新闻 来源:ag环亚娱乐平台

  韩研讨薄化LED衬底 有用提高绿光LED光效

  

韩国与埃及研究人员选用晶圆薄化技能以提高氮化物半导体绿光LED的功率。参加安排包含韩国全南国立大学、埃及贝尼苏韦夫大学以及韩国光子技能研究院。

  

薄化的成效是为了削减氮化物半导体架构中的剩余压应力(residual compressive stress),这种应力在LED架构中对下降的压电电场有碰击效应。氮化镓和蓝宝石之间不同的热膨胀系数制成的应力器材,在外延成长工艺冷却后会形成压应力的发生。

  

这种电场效应将下降电子和空穴复合以发生光子的可能性。这种问题在高铟成分(超越20%)的氮化铟镓(InGaN)合金中更为严重,而这种合金又是绿光LED所需的。现在蓝光InGaN LED的功率为50%,而较高铟含量的绿光LED的功率一般低于10%。

  

这种LED架构选用MOCVD在2英寸的C面蓝宝石衬底上成长的。该衬底厚度为430μm,ag88.com,并选用传统工艺整合到240μm x 600μm的LED芯片中。

  

  

LED外延架构

  

这种衬底薄化技能经过选用研磨和软质抛光完成的。这些工艺被用于最小化薄化过程中的损坏。在薄化后,芯片切割成单个,n型GaN触摸层的晶圆翘曲与剩余应力丈量显现,当晶圆薄化至200μm和80μm之间时,翘曲添加,应力削减。

  

20mA注入电流的电致发光光谱显现,跟着衬底变薄其电流密度在添加。一起, 200μm和80μm厚度衬底的峰值方位分别从520.1nm (2.38eV)漂移至515.7nm (2.40eV)。研究人员解释道:“这些发现明晰地表明晰晶圆翘曲所带来的机械应力会改动InGaN/GaN MQW有源区的压电电场,并可批改能带值。但,蓝光峰值波长和能量的漂移要归因于带隙的提高,带隙的提高是因为 InGaN/GaN MQW的压电电场削减。”

  

衬底薄化也提高了内量子功率(IQE)和光输出功率,但不会下降电流与电压行为。20mA时,衬底厚度从200μm到80μm,光输出功率从7.8mW 增至11.5mW。ag88.com,这再一次证明能够下降压电电场提高功能。20mA情况下,不同衬底厚度 (200μm, 170μm, 140μm, 110μm, 80μm)的前向电压简直恒定在3.4V。

  

通用的衬底厚度情况下,其峰值外量子功率(EQE)从16.3%添加到24%。研究人员将他们的绿光LED的EQE功能与现在最好的半极自支撑GaN衬底数据相比较:20.4%在(20-21)方向,18.9%在(11-22)方向。选用半极衬底是 另一种下降GaN LED压电电场的方法。可是这种衬底十分贵重。

  

研究人员选用了韩国EtaMax (DOSA-IQE)公司的室温IQE丈量体系,在至少10mA注入电流时,80μm衬底厚度的最大IQE为92% ,20mA时,跟着衬底厚度从200μm降至80μm,IQE从58.2% 提高至68.9%。

  

经过比照EQE和IQE,研究人员断定较薄衬底的光萃取功率更高。光萃取率的提高归因于蓝宝石衬底吸收的光子削减了,一起光从器材的蓝宝石边沿逃逸才能提高了。

  

最终,选用相同衬底薄化技能的光电变换功率(WPE)从11.5%提高到17.1%。