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

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。