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非极性GaN LED性能获重要突破

—— 非极性GaN LED性能获重要突破

导读: 日前,加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)非极性GaN材料研究小组(由中村修二[Shuji Nakamura]和Steven DenBaars 领导)制造的蓝紫光InGaN LED在高工作电流下创输出功率新高,且同时具有41%的外量子效率(EQE)。

    日前,加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)非极性GaN材料研究小组(由中村修二[Shuji Nakamura]和Steven DenBaars 领导)制造的蓝紫光InGaN LED在高工作电流下创输出功率新高,且同时具有41%的外量子效率(EQE)。

  由UCSB研究小组制备的多量子阱结构LED,工作于20mA时的输出功率为28mW,峰值波长为402nm,EQE相当于45.4%。具有决定意义的是,该器件在更高电流时仍能保持高转换效率(200mA时,输出功率为250mW),在电流密度由1 A/cm2上升到350 A/cm2 时,外量子效率仅有稍微的下降。

  在m平面上生长晶体结构以开发非极性GaN,一直以来都被视为可使LED和激光器的性能获得阶段性提高的方法之一。但直到现在,基于非极性GaN 的芯片无论在转换效率还是输出功率方面都落在传统结构的后面。而此次非极性GaN的性能能够有长足进步则要归功于m面GaN衬底(由日本三菱化学提供)的发展。这一基板材料是通过对使用HVPE法生长出的C面GaN进行切片得来的。

  尽管已获得重大突破,UCSB研究小组称非极性GaN的性能还有提高的余地。在最新的研究成果中,人们通过标准处理工艺制备LED芯片,并使用ITO透明电极,这预示着外量子效率还有提高的潜力。

  但非极性器件若要真正实现商业化,仍须面临许多技术挑战,极高质量的m面GaN衬底即是障碍之一。UCSB小组使用的m面GaN衬底仅为1平方厘米,与普通使用的直径2英寸的衬底材料形成鲜明对比,如用生产级MOCVD设备进行制备,m面GaN衬底的尺寸太小也太昂贵了。

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