Si(111)基板上的垂直导电InGaN/GaN DBR LED:高效与优质晶体结构的关键
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更新于2024-08-26
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本研究论文探讨了一种创新的垂直导电InGaN/GaN多量子阱发光二极管(LED)设计,其关键在于在Si(111)基板上采用了线性成分梯度的AlN/GaN分布式布拉格反射器(DBR)结构。这种设计旨在改善LED的性能,特别是在对抗由于生长过程中产生的拉伸应力方面。DBR结构由五对AlN/GaN周期性交替堆叠,有效地增强了光提取效率(Light-Efficiency)和提高了晶体质量,相比于非DBR基的LED,其表现更为出色。
研究的核心技术是通过“通孔”(Through-Hole)结构实现垂直导电性。通孔是从氮化镓(n-GaN)层延伸到Si基板,内部填充金属,从而形成一个有效的电连接,使得电流能够从n-GaN层顺畅地传输到Si基板。这种设计有助于减小电阻,提高电流密度,同时避免了传统垂直结构中可能出现的电接触问题。
此外,通孔中的绝缘AlN层、高电阻率的AlGaN层以及在AlN/Si界面处的大带隙材料也被金属短路,进一步优化了器件的电学特性。这样的设计策略显著提升了垂直导电DBR LED的电气和光学性能,包括亮度、响应速度和稳定性等关键指标。
这项研究不仅展示了在Si衬底上生长高性能LED的新方法,还为LED器件的设计和制造提供了一个重要的参考,特别是在考虑材料选择、结构优化和应力管理等方面。对于那些致力于提升LED性能和推动半导体照明技术发展的研究人员来说,这项工作具有重要的理论价值和实际应用潜力。
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2021-05-12 上传
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