Grundstruktur der auf GaN basierenden LED-Epitaxialschichten

Grundstruktur der auf GaN basierenden LED-Epitaxialschichten

01 Einführung

Die Struktur der epitaxialen Schicht von Galliumnitrid (GaN) -basierten LEDs ist der wesentliche Faktor für die Leistungsfähigkeit des Geräts und erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Materialqualität, der Einspritzeffizienz des Trägers,Lumi­neszenteffizienzMit dem wachsenden Marktbedarf an höherer Effizienz, Ausbeute und Durchsatz steigt die epitaxielle Technologie weiter.Während die Mainstream-Hersteller ähnliche Grundstrukturen annehmenDie wichtigsten Unterscheidungsmerkmale liegen in nuancierten Optimierungen, die die F&E-Fähigkeiten widerspiegeln.

02 Überblick über die Epitaxialstruktur

Die epitaxialen Schichten, die aufeinanderfolgend auf dem Substrat angebaut werden, umfassen typischerweise:

1. Pufferschicht

2. Nicht doppierte GaN-Schicht ((Optional n-Typ AlGaN-Schicht)

3. N-Typ-GaN-Schicht

4. leicht doppierte GaN-Schicht des n-Types

5. Spannungsentlastungsschicht

6Mehrfache Quantengrube (MQW) Schicht

7. AlGaN-Elektronsperrungsschicht (EBL)

8. Niedertemperatur-GaN-Schicht p-Typ

9. Hochtemperatur-GaN-Schicht p-Typ

10- Oberflächenkontaktschicht

Gemeinsame GaN-LED-Epitaxialstrukturen

Detaillierte Schichtfunktionen

1)Puffer-Schicht

Bei 500°C mit binären (GaN/AlN) oder ternären (AlGaN) Materialien angebaut.

Zweck: Verringert die Gitterunterstimmung zwischen Substrat (z. B. Saphir) und Epilagern, um Defekte zu reduzieren.

Branchenentwicklung: Die meisten Hersteller legen AlN nun vor dem MOCVD-Wachstum über PVD-Sputtering ein, um den Durchsatz zu erhöhen.

2)Undoped GaN Schicht

Zwei-Stufen-Wachstum: Erste 3D-GaN-Inseln, gefolgt von hochtemperaturer 2D-GaN-Planarisierung.

Ergebnis: Erzeugt atomisch glatte Oberflächen für nachfolgende Schichten.

3)N-Typ-GaN-Schicht

Si-Doped (8×10182×1019 cm−3) für die Elektronenversorgung.

Fortgeschrittene Option: Einige Designs setzen eine n-AlGaN-Zwischenschicht ein, um Schrägungen zu filtern.

4)Leicht doppierte n-GaN-Schicht

Eine niedrigere Dopingbelastung (1×1018 ∆2×1018 cm−3) erzeugt eine Stromverbreitungsregion mit hohem Widerstand.

Vorteile: Verbessert die Spannungseigenschaften und die Einheitlichkeit der Lumineszenz.

5)Spannungsentlastungsschicht

InGaN-basierte Übergangsschicht mit eingestufter In-Zusammensetzung (zwischen GaN- und MQW-Niveaus).

Konstruktionsvarianten: Supergitter oder Strukturen mit flachen Brunnen, die sich allmählich an die Gitterbelastung anpassen.

6)MQW (multiple Quantum Well)

InGaN/GaN-Periodenstapel (z. B. 5 ̊15 Paare) für die strahlende Rekombination.

Optimierung: Si-doppierte GaN-Schranken reduzieren die Betriebsspannung und erhöhen die Helligkeit.

jüngste Unternehmensnachrichten über die Grundstruktur von GaN-basierten LED-Epitaxialschichten 2

7)AlGaN-Elektronenblockenschicht (EBL)

Hochbandbarriere, um Elektronen innerhalb von MQWs einzusperren und die Effizienz der Rekombination zu steigern.

8)Low-Temp-P-GaN-Schicht

Mg-doppierte Schicht, die leicht über der MQW-Temperatur gewachsen ist:

Verstärkung der Lochinspritzung

Schutz der MQW vor späteren Schäden durch hohe Temperaturen

9)Hochtemperatur-p-GaN-Schicht

bei ~ 950 °C bis zu:

Versorgungslöcher

Planarisierte V-Gruben, die sich aus MQWs vermehren

Verringerung von Leckströmen

10) Oberflächenkontaktschicht

Gewaltig Mg-doppiertes GaN für ohmische Kontaktbildung mit Metallelektroden, die Betriebsspannung minimiert.

03 Schlussfolgerung

Die GaN-LED-Epitaxialstruktur veranschaulicht die Synergie zwischen Materialwissenschaft und Gerätephysik, wobei jede Schicht die elektrooptische Leistung kritisch beeinflusst.Die künftigen Fortschritte werden sich auf die Fehlertechnik konzentrieren., Polarisierungsmanagement und neuartige Dopingtechniken, um die Grenzen der Effizienz zu überschreiten und neue Anwendungen zu ermöglichen.

Als Pionier in der LED-Epitaxialtechnologie für Galliumnitrid (GaN) hat ZMSH fortschrittliche GaN-on-Saphir- und GaN-on-SiC-Epitaxiallösungen entwickelt. leveraging proprietary MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) systems and precision thermal management to deliver high-performance LED wafers with defect densities below 10⁶ cm⁻² and uniform thickness control within ±1.5%. Unsere individuell angepassten Substrate, einschließlich GaN-on-Saphir, blauem Saphir, Siliziumkarbid und Metallverbundsubstraten, ermöglichen maßgeschneiderte Lösungen für ultra-höhhellige LEDs, Mikro-LED-Displays,Durch die Integration von KI-gesteuerter Prozessoptimierung und ultraschnellem Pulslaserbrennen erreichen wir eine Wellenlängenverschiebung von <3% und eine Zuverlässigkeit von >95%.Unterstützung durch Zertifizierungen für die Automobilindustrie (AEC-Q101) und Skalierbarkeit der Massenproduktion für 5G-Hintergrundbeleuchtung, AR/VR-Optik und industrielle IoT-Geräte.

Folgendes ist GaN-Substrat & Sapphire-Wafer von ZMSH:

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