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日前,兆馳半導體公開了一項紫外LED發明專利。該發明專利公開了一種深紫外LED外延片及其制備方法,突破材料、工藝、技術等關鍵難點。
該發明公開了一種深紫外LED外延片及其制備方法、深紫外LED,所述深紫外LED外延片包括襯底及依次層疊于所述襯底上的緩沖層、非摻雜AlGaN層、N型AlGaN層、多量子阱層、電子阻擋層、P型AlGaN層和P型接觸層;
所述P型接觸層包括依次層疊于所述P型AlGaN層上的Mg摻雜BaAlbGa1abN層、BxAlyGa1xyN納米團簇層/Mg摻雜BxAlyGa1xyN層超晶格層。另外提供的深紫外LED外延片能夠提高深紫外LED外延片的光提取效率。
兆馳半導體表示,UV LED目前在光效方面與同族的藍綠光LED相比存在較大差距,特別是在波長向深紫外方向延伸時,光效更低。此外,目前大部分UV波段的EQE普遍低于10%,遠低于目前藍光LED的水平;可靠性差,這主要是由材料質量決定。
近兩年UV LED的外延和芯片技術也已得到了大幅改善,由于藍綠光LED產能過剩和價格壓力,眾多LED廠商轉向UV LED,尋求新的增長動力和更高的利潤率。未來的LED市場可能被劃分為兩部分:一部分是面向通用照明的可見光LED,另一類則是以高科技創新為特色的紫外LED。
兆馳半導體同樣表示,目前UV LED外延和芯片在制造過程中仍存在難點:
如Al原子表面遷移率低并且擴散非常困難,同時具有較高的表面吸附能力,隨著PM周期增加,由于TMAL和NH3有很強的預反應,導致SH表面coating嚴重,表面呈現黑色并附著力強,進而導致反應腔內溫度均勻性和波動較大。
又如首先高質量的N-ALGAN較難獲得。若在GAN上生長,ALGAN是受張應力的作用,張應力會導致ALGAN產生龜裂。若在ALN上生長ALGAN,由于AlN晶體質量較差,較難獲得較高質量的ALGAN晶體。
其次,ALGAN摻雜困難,特別是P-ALGAN很難獲得高載流子濃度和遷移率,這就會導致ALGAN UV LED的電子和空穴的注入很不均勻,引起了過剩電子的泄露等諸多負面效應。最后,由于氮化物材料體系內的晶格不匹配,ALGAN有源區內也存在QCSE效應它降低了有源區的輻射復合效率。