兆驰半导体开发出可提高外延片光效的UVC LED新技术

2023-06-29 09:40

日前，兆驰半导体公开了一项紫外LED发明专利。该发明专利公开了一种深紫外LED外延片及其制备方法，突破材料、工艺、技术等关键难点。

该发明公开了一种深紫外LED外延片及其制备方法、深紫外LED，所述深紫外LED外延片包括衬底及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；

所述P型接触层包括依次层叠于所述P型AlGaN层上的Mg掺杂BaAlbGa₁abN层、BxAlyGa₁xyN纳米团簇层／Mg掺杂BxAlyGa₁xyN层超晶格层。另外提供的深紫外LED外延片能够提高深紫外LED外延片的光提取效率。

兆驰半导体表示，UV LED目前在光效方面与同族的蓝绿光LED相比存在较大差距，特别是在波长向深紫外方向延伸时，光效更低。此外，目前大部分UV波段的EQE普遍低于10％，远低于目前蓝光LED的水平；可靠性差，这主要是由材料质量决定。

近两年UV LED的外延和芯片技术也已得到了大幅改善，由于蓝绿光LED产能过剩和价格压力，众多LED厂商转向UV LED，寻求新的增长动力和更高的利润率。未来的LED市场可能被划分为两部分：一部分是面向通用照明的可见光LED，另一类则是以高科技创新为特色的紫外LED。

兆驰半导体同样表示，目前UV LED外延和芯片在制造过程中仍存在难点：

如Al原子表面迁移率低并且扩散非常困难，同时具有较高的表面吸附能力，随着PM周期增加，由于TMAL和NH₃有很强的预反应，导致SH表面coating严重，表面呈现黑色并附着力强，进而导致反应腔内温度均匀性和波动较大。

又如首先高质量的N－ALGAN较难获得。若在GAN上生长，ALGAN是受张应力的作用，张应力会导致ALGAN产生龟裂。若在ALN上生长ALGAN，由于AlN晶体质量较差，较难获得较高质量的ALGAN晶体。

其次，ALGAN掺杂困难，特别是P－ALGAN很难获得高载流子浓度和迁移率，这就会导致ALGAN UV LED的电子和空穴的注入很不均匀，引起了过剩电子的泄露等诸多负面效应。最后，由于氮化物材料体系内的晶格不匹配，ALGAN有源区内也存在QCSE效应它降低了有源区的辐射复合效率。

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