对基于AlGaN的深紫外线发光二极管的性能产生环形几何效应

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体设备 半导体设备

背景情况:

• 深紫外 (DUV) 发光二极管 (LED) 在各种应用中至关重要,包括杀菌和传感.
• 微环LED结构为增强光线提取和性能提供了潜力.
• 基于AlGaN的材料是 DUV 排放的主要半导体系统.

研究的目的:

• 为了研究结构参数对平行翻转芯片基于AlGaN的DUV微环LED性能的影响.
• 为了优化面板尺寸,p-GaN删除区域宽度和内部直径,以提高光输出功率密度 (LOPD) 和外部量子效率 (EQE).
• 了解蚀刻损伤与设备性能之间的关系.

主要方法:

• 基于AlGaN的DUV微环LED的制造和表征,具有不同的环尺寸和p-GaN移除区域宽度.
• 对表层大小和p-GaN去除对电流密度和LOPD的影响进行分析.
• 使用二维 (2D) 有限差异时间域 (FDTD) 方法进行光学性能评估,以研究光提取效率 (LEE).
• 微环结构的内部和外部直径的优化.

主要成果:

• 尺寸较小的LED芯片具有更高的电流密度容忍度和LOPD在尺寸限制内.
• 蚀刻损伤与环形表层尺寸的减少相关,导致LOPD的下降.
• PRM-23 LED (外径90 μm,内径22 μm,宽度减少8 μm p-GaN) 在650 A/cm2时实现了53.36 W/cm2的LOPD,在5 A/cm2时达到6.17%的EQE.
• 删除p-GaN区域的宽度通过影响有效光辐射区域来影响LOPD.

结论:

• 结构优化,特别是面板尺寸和p-GaN去除,对于最大限度地提高基于AlGaN的DUV微环LED的性能至关重要.
• 了解蚀刻效应对于减轻性能退化至关重要.
• 该研究为设计用于先进应用的高性能DUV微LED提供了宝贵的见解.