【LED技術(shù)】日本研究低電阻n-AlGaN可增加15％電光轉(zhuǎn)換效率

來自日本名城大學(xué)和名古屋大學(xué)的研究人員生產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)基礎(chǔ)（圖1）。 主動發(fā)光多量子阱（MQW）包含三對2.7nmGaInN阱和12nmAlGaN障礙層。 發(fā)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(gòu)
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(yīng)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(fā)現(xiàn)，在AlGaN處添加少量鋁可以實現(xiàn)更高水平的硅摻雜，從而實現(xiàn)無損晶體結(jié)構(gòu)。 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(xiàn)5.9x10-4 /Ω-cm的電阻值。 德國研究人員可以實現(xiàn)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(xiàn)較高的光效率。 在100mA驅(qū)動電流下，降低的正向電壓約為1V。在給定的驅(qū)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(zhuǎn)換效率增加約15％
。

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