搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

GaN基发光二极管外延中p型AlGaN电子阻挡层的优化生长

王兵 李志聪 姚然 梁萌 闫发旺 王国宏

GaN基发光二极管外延中p型AlGaN电子阻挡层的优化生长

王兵, 李志聪, 姚然, 梁萌, 闫发旺, 王国宏
PDF
导出引用
  • 本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法系统地研究了p-AlGaN层掺杂机理及优化设计生长. 明确了生长温度、压力及TMAl的流量对AlGaN层Al组分的影响关系,并给出了各自不同的机理与作用. 研究发现,Al组分介于10%—30%之间能够很好地将电子限定在量子阱区域并保持高的材料晶体质量. 发展了一种新的生长技术来克服p-AlGaN层掺入效率低下和空穴注入不足的问题. 优化条件下生长的p型AlGaN电子阻挡层很大地提升了InGaN/GaN基LED的输出光功率.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA03A114) 资助的课题.
    [1]

    Pimputkar S, Speck J S, DenBaars S P, Nakamura S 2009 Nature Photonics 3 180

    [2]

    Chen H, Ding G J ,Guo L W, Jia H Q, Liu J, Liu X Y, Lv L, Tan C L, Xing Z G, Zhou JM, Zhou Z T2007 Acta Phys. Sin. 56 6013 (in Chinese) [陈 弘、 丁国建、 郭丽伟、 贾海强、 刘 建、 刘新宇、 吕 力、 谭长林、 邢志刚、 周均铭、 周忠堂 2007 物理学报 56 6013]

    [3]

    Zhao D G, Zhou M, Zuo S H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5513 (in Chinese)[赵德刚、 周 梅、 左淑华 2007 物理学报 56 5513]

    [4]

    Xavier Breniere, Main Manissadjian, Michel Vuillermet 2005 SPIE 5783 21

    [5]

    Cauquil J M, Martin J Y, Brains P, Benschop T 2003 SPIE 4820 52

    [6]

    Hiroyuku Kiyota, Minom Kobayashi, Hiroshi Aka 1997 SPIE 2268 150

    [7]

    Duan H T, Hao Y, Xu Z H, Zhang J C, Zhang Z F, Zhu Q W 2009 Chin. Phys. B 18 5457

    [8]

    Chen J F, Hao Y 2009 Chin. Phys. B 18 5451

    [9]

    Makino O, Nakamura K, Tachibana A, Tokunaga H, Akutsu N, Matsumoto K 2000 Applied Surface Science 159 374

    [10]

    Shih C F, Chen N C, Lin S Y, Liu K S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 211103

    [11]

    Bremser M D, Perry W G, Zheleva T 1996 J. Nitride Semicond Res. 1 8

    [12]

    Liu N X, Wang H B, Liu J P, Niu N H, Han J, Shen G D 2006 Acta. Phys. Sin. 55 1424 ( in Chinese) [刘乃鑫、 王怀兵、 刘建平、 牛南辉、 韩 军、 沈光地 2006 物理学报 55 1424]

    [13]

    Gao Z Y, Gu W P, Hao Y, Li P X, Zhang J C 2009 Chin. Phys. B 18 4970

    [14]

    Chen G F, Jiang D S, Liu Z S, Wang H, Wang Y T, Wu Y X, Yang H, Zhang S M, Zhao D G, Zhu J 2009 Chin. Phys. B 18 4413

    [15]

    Feng Q, Hao Y, Wang F X, 2004 Acta Phys. Sin. 53 3587 (in Chinese)[冯 倩、 郝 跃、 王峰祥 2004 物理学报 53 3587]

    [16]

    Schubert E F 2003 Light-Emitting Diodes (Cambridge:Cambridge University Press)

    [17]

    Han S H, Lee D Y, Lee S J, Cho C Y, Kwon M K, Lee S P, Noh D Y, Kim D J, Kim Y C, Park S J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 231123

    [18]

    Liu B, Yuan F P, Yin J Y, Liu Y B, Feng Z, Feng Z H 2008 Micro Nano Elec. Tech. 45 639

    [19]

    Kozaodoy P, Xing H, Denbaars S P, Mishra U K, Saxler A, Perrin R, Elhamri S, MitchelW C 2000 J. Appl. Phys. 87 1832

    [20]

    Lachab M, Youn D H, Fareed R S Q, Wang T, Sakai S 2000 Solid-State Electron 44 1669

    [21]

    Xing Y H, Han J,Deng J, Li J J, Xu C, Shen G D 2010 Acta Phys. sin. 59 1233 (in Chinese) [邢艳辉、 韩 军、 邓 军、 李建军、 徐 晨、 沈光地 2010 物理学报 59 1233]

    [22]

    Liu B, Zhang R, Xie Z L, Zhen Y D, Gong H M 2007 Laser & Infrared 37 964

    [23]

    Mihopoulos T G, Vijay Gupta, Jensen K F 1998 J. Cryst Growth 195 733

    [24]

    Briot O, Alexis J P, Gil B 1996 Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 395 207

    [25]

    Han J, Figiel J J, Crawford M H 1998 J. Crystal Growth 195 291

    [26]

    Zhao D G, Yang H, Liang J W, Li X Y, Gong H M 2005 Laser & Infrared 35 873

  • [1]

    Pimputkar S, Speck J S, DenBaars S P, Nakamura S 2009 Nature Photonics 3 180

    [2]

    Chen H, Ding G J ,Guo L W, Jia H Q, Liu J, Liu X Y, Lv L, Tan C L, Xing Z G, Zhou JM, Zhou Z T2007 Acta Phys. Sin. 56 6013 (in Chinese) [陈 弘、 丁国建、 郭丽伟、 贾海强、 刘 建、 刘新宇、 吕 力、 谭长林、 邢志刚、 周均铭、 周忠堂 2007 物理学报 56 6013]

    [3]

    Zhao D G, Zhou M, Zuo S H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5513 (in Chinese)[赵德刚、 周 梅、 左淑华 2007 物理学报 56 5513]

    [4]

    Xavier Breniere, Main Manissadjian, Michel Vuillermet 2005 SPIE 5783 21

    [5]

    Cauquil J M, Martin J Y, Brains P, Benschop T 2003 SPIE 4820 52

    [6]

    Hiroyuku Kiyota, Minom Kobayashi, Hiroshi Aka 1997 SPIE 2268 150

    [7]

    Duan H T, Hao Y, Xu Z H, Zhang J C, Zhang Z F, Zhu Q W 2009 Chin. Phys. B 18 5457

    [8]

    Chen J F, Hao Y 2009 Chin. Phys. B 18 5451

    [9]

    Makino O, Nakamura K, Tachibana A, Tokunaga H, Akutsu N, Matsumoto K 2000 Applied Surface Science 159 374

    [10]

    Shih C F, Chen N C, Lin S Y, Liu K S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 211103

    [11]

    Bremser M D, Perry W G, Zheleva T 1996 J. Nitride Semicond Res. 1 8

    [12]

    Liu N X, Wang H B, Liu J P, Niu N H, Han J, Shen G D 2006 Acta. Phys. Sin. 55 1424 ( in Chinese) [刘乃鑫、 王怀兵、 刘建平、 牛南辉、 韩 军、 沈光地 2006 物理学报 55 1424]

    [13]

    Gao Z Y, Gu W P, Hao Y, Li P X, Zhang J C 2009 Chin. Phys. B 18 4970

    [14]

    Chen G F, Jiang D S, Liu Z S, Wang H, Wang Y T, Wu Y X, Yang H, Zhang S M, Zhao D G, Zhu J 2009 Chin. Phys. B 18 4413

    [15]

    Feng Q, Hao Y, Wang F X, 2004 Acta Phys. Sin. 53 3587 (in Chinese)[冯 倩、 郝 跃、 王峰祥 2004 物理学报 53 3587]

    [16]

    Schubert E F 2003 Light-Emitting Diodes (Cambridge:Cambridge University Press)

    [17]

    Han S H, Lee D Y, Lee S J, Cho C Y, Kwon M K, Lee S P, Noh D Y, Kim D J, Kim Y C, Park S J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 231123

    [18]

    Liu B, Yuan F P, Yin J Y, Liu Y B, Feng Z, Feng Z H 2008 Micro Nano Elec. Tech. 45 639

    [19]

    Kozaodoy P, Xing H, Denbaars S P, Mishra U K, Saxler A, Perrin R, Elhamri S, MitchelW C 2000 J. Appl. Phys. 87 1832

    [20]

    Lachab M, Youn D H, Fareed R S Q, Wang T, Sakai S 2000 Solid-State Electron 44 1669

    [21]

    Xing Y H, Han J,Deng J, Li J J, Xu C, Shen G D 2010 Acta Phys. sin. 59 1233 (in Chinese) [邢艳辉、 韩 军、 邓 军、 李建军、 徐 晨、 沈光地 2010 物理学报 59 1233]

    [22]

    Liu B, Zhang R, Xie Z L, Zhen Y D, Gong H M 2007 Laser & Infrared 37 964

    [23]

    Mihopoulos T G, Vijay Gupta, Jensen K F 1998 J. Cryst Growth 195 733

    [24]

    Briot O, Alexis J P, Gil B 1996 Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 395 207

    [25]

    Han J, Figiel J J, Crawford M H 1998 J. Crystal Growth 195 291

    [26]

    Zhao D G, Yang H, Liang J W, Li X Y, Gong H M 2005 Laser & Infrared 35 873

  • [1] 赵 星, 方志良, 母国光. LED投影光源的色度学特性研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2537-2540. doi: 10.7498/aps.56.2537
    [2] 吕兆承, 李营, 全桂英, 郑庆华, 周薇薇, 赵旺. 近紫外宽带激发LED用红色荧光粉(Gd1-xEux)6(Te1-yMoy)O12的制备与性能. 物理学报, 2017, 66(11): 117801. doi: 10.7498/aps.66.117801
    [3] 丁旭, 徐琰, 郭崇峰. 蓝色荧光粉Sr2B5O9Cl:Eu2+发光特性的研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6632-6636. doi: 10.7498/aps.59.6632
    [4] 徐昕伟, 崔碧峰, 朱彦旭, 郭伟玲, 李伟国. 利用介质光子晶体提高红光发光二极管的光通量的研究. 物理学报, 2012, 61(15): 154213. doi: 10.7498/aps.61.154213
    [5] 王倩, 慈志鹏, 王育华, 朱革, 温艳, 刘碧桃, 阙美丹. Mg5SnB2O10:Eu3+, Bi3+—-一种用于发光二极管的红色荧光粉的制备及其发光性能的研究. 物理学报, 2012, 61(21): 217802. doi: 10.7498/aps.61.217802
    [6] 毛清华, 江风益, 程海英, 郑畅达. p-AlGaN电子阻挡层Al组分对Si衬底绿光LED性能影响的研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8078-8082. doi: 10.7498/aps.59.8078
    [7] 李水清, 汪莱, 韩彦军, 罗毅, 邓和清, 丘建生, 张洁. 氮化镓基发光二极管结构中粗化 p型氮化镓层的新型生长方法. 物理学报, 2011, 60(9): 098107. doi: 10.7498/aps.60.098107
    [8] 黄斌斌, 熊传兵, 汤英文, 张超宇, 黄基锋, 王光绪, 刘军林, 江风益. 硅衬底氮化镓基LED薄膜转移至柔性黏结层基板后其应力及发光性能变化的研究. 物理学报, 2015, 64(17): 177804. doi: 10.7498/aps.64.177804
    [9] 江洋, 罗毅, 汪莱, 李洪涛, 席光义, 赵维, 韩彦军. 柱状与孔状图形衬底对MOVPE生长GaN体材料及LED器件的影响. 物理学报, 2009, 58(5): 3468-3473. doi: 10.7498/aps.58.3468
    [10] 王光绪, 陶喜霞, 熊传兵, 刘军林, 封飞飞, 张萌, 江风益. 牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管p型接触影响的研究. 物理学报, 2011, 60(7): 078503. doi: 10.7498/aps.60.078503
    [11] 陈亚芍, 刘波, 唐文进, 宋忠孝, 徐可为. N掺杂对a-SiC:H基介质扩散阻挡层结构及性能的影响. 物理学报, 2009, 58(3): 2042-2048. doi: 10.7498/aps.58.2042
    [12] 朱彦旭, 宋会会, 王岳华, 李赉龙, 石栋. 氮化镓基感光栅极高电子迁移率晶体管器件设计与制备. 物理学报, 2017, 66(24): 247203. doi: 10.7498/aps.66.247203
    [13] 刘建朋, 朱彦旭, 郭伟玲, 闫微微, 吴国庆. ITO退火对GaN基LED电学特性的影响. 物理学报, 2012, 61(13): 137303. doi: 10.7498/aps.61.137303
    [14] 刘文宝, 赵德刚, 江德生, 刘宗顺, 朱建军, 张书明, 杨辉. 高阻氮化镓外延层的异常光吸收. 物理学报, 2010, 59(11): 8048-8051. doi: 10.7498/aps.59.8048
    [15] 丁国建, 郭丽伟, 邢志刚, 陈耀, 徐培强, 贾海强, 周均铭, 陈弘. 使用AlN/GaN超晶格势垒层生长高Al组分AlGaN/GaN HEMT结构. 物理学报, 2010, 59(8): 5724-5729. doi: 10.7498/aps.59.5724
    [16] 胡 瑾, 杜 磊, 周 江, 庄奕琪, 包军林. 发光二极管可靠性的噪声表征. 物理学报, 2006, 55(3): 1384-1389. doi: 10.7498/aps.55.1384
    [17] 杨志平, 马欣, 赵盼盼, 宋兆丰. SrAl2B2O7:Dy3+材料的制备及其发光性能. 物理学报, 2010, 59(8): 5387-5391. doi: 10.7498/aps.59.5387
    [18] 刘 鲁, 范广涵, 曹明德, 陈贵楚, 陈练辉, 廖常俊. AlGaInP四元系材料渐变异质结及其在高亮度发光二级管器件中的应用. 物理学报, 2003, 52(5): 1264-1271. doi: 10.7498/aps.52.1264
    [19] 李明, 姚宁, 冯志波, 韩红培, 赵正印. 外加电场和Al组分对纤锌矿AlGaN/GaN量子阱中的电子g因子的影响. 物理学报, 2018, 67(5): 057101. doi: 10.7498/aps.67.20172213
    [20] 孔月婵, 郑有炓, 储荣明, 顾书林. AlxGa1-xN/GaN异质结构中Al组分对二维电子气性质的影响. 物理学报, 2003, 52(7): 1756-1760. doi: 10.7498/aps.52.1756
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  4901
  • PDF下载量:  1770
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-19
  • 修回日期:  2010-05-10
  • 刊出日期:  2011-01-15

GaN基发光二极管外延中p型AlGaN电子阻挡层的优化生长

  • 1. 中国科学院半导体研究所 半导体照明研发中心,北京 100083
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA03A114) 资助的课题.

摘要: 本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法系统地研究了p-AlGaN层掺杂机理及优化设计生长. 明确了生长温度、压力及TMAl的流量对AlGaN层Al组分的影响关系,并给出了各自不同的机理与作用. 研究发现,Al组分介于10%—30%之间能够很好地将电子限定在量子阱区域并保持高的材料晶体质量. 发展了一种新的生长技术来克服p-AlGaN层掺入效率低下和空穴注入不足的问题. 优化条件下生长的p型AlGaN电子阻挡层很大地提升了InGaN/GaN基LED的输出光功率.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回