技術改進是永恒的話題,在11月10日下午于北京昆泰酒店召開的CHINASSL2013材料與裝備技術分會上,來自賽倫光電Bedwyr Humphreys就為與會聽眾帶來了如何《開發高質量、低缺陷密度半極化和非極化氮化鎵模板》的報告。
Bedwyr Humphreys介紹,當前商用的纖鋅礦氮化物激光電大部分沿極性的c軸方向制備,其性能受到了量子阱中極化電場的影響。在異質結界面處不連續的自發和壓電極化電場導致了量子阱中產生內建電勢,使電子和空穴在空間上相分離,降低了量子阱中的輻射復合速率,也就是所謂的量子限制斯塔克效應。這種效應在綠光二極管等高銦組分的器件中尤其嚴重,使得綠光器件的效率性能至今也無法達到令人滿意的高度。為了降低極化效應,半極性和非極性襯底被應用與器件制備中。這些襯底受到了廣泛的關注,不僅僅由于它們提高了藍光和紫光器件的性能,更重要的是它們使高效率光器件的制備成為可能。迄今為止,高質量半極性和非極性GaN材料只能通過在某些特定角度切割昂貴的體GaN材料獲得。
并且,這種方法只能獲得小片(通常尺寸為10cm~15cm)的襯底,只適用于基礎研究。傳統側向外延生長已經被應用提高藍寶石襯底上生長的半極化和非極化GaN性能。然而,這種方法由于很厚的掩膜生長過程(5~10微米),其材料均勻性難以保證,制約了其作為商用半極性和非極性GaN襯底制備常規工藝的可能性。
Bedwyr Humphreys報告顯示,通過實驗,發現利用Seren Ph otonics和University of Sheffield的獨特納米技術,成功實現了非極性和半極性GaN FWHM的有效降低,同時隨著方法的成熟,GaN的性能將得到進一步的改善。在高質量a面GaN襯底上生長的InGaN/GaN多量子阱結構現實了優秀的光學性質。與藍寶石上生長的傳統c面GaN相比IQE提高了7倍。而變功率PL結果顯示,a面的多量子阱結構可以擺脫QCSE的影響。