Новое открытие Уханьского университета: PSSA может повысить эффективность светодиодов Flip-chip

Согласно отчету, недавно исследователи из Уханьского университета нашли способ уменьшить несоответствие на границе слияния GaN, выращенного на областях боковых стенок и области c-плоскости подложки, за счет использования подложки из узорчатого сапфира с кремнеземной решеткой (PSSA). Они упомянули, что эта подложка может повысить эффективность видимых светодиодов InGaN / GaN с перевернутым кристаллом.

PSSA представляет собой узорчатую сапфировую подложку с кремнеземной решеткой. В начале 2020 года, по словам Шэнцзюня Чжоу, профессора Уханьского университета, руководившего исследованием, подложка PSSA может значительно повысить эффективность УФ-светодиодов InGaN / AlGaN.

Это исследование показало, что подложка PSSA может повысить эффективность светодиодов из III-нитрида. Светодиодные флип-чипы могут решить проблемы с тепловыделением и неравномерным распределением тока. В конструкции flip-chip лучи испускаются из прозрачной подложки.

По словам Шэнцзюнь Чжоу, из-за разориентированного роста GaN на узорчатой ​​боковой стенке падение плотности пронизывающих дислокаций пленки GaN, выращенной на традиционном PSS, может стать проблемой. Это может в значительной степени ограничить увеличение внутренней квантовой эффективности.

В то же время, из-за заданного большого контраста показателя преломления на границе раздела сапфир-воздух, прорыв в эффективности вывода света ограничен для светодиодов с перевернутым кристаллом на PSS.

Что касается PSSA, островки GaN не будут образовываться на участках боковых стенок конуса кремнеземной матрицы. В результате может быть уменьшено несоответствие, существующее на границе слияния GaN, выращенного на участках боковых стенок и в области c-плоскости подложки.

По словам Шэнцзюня Чжоу, по сравнению с традиционным решением PSS контраст показателя преломления между кремнеземной решеткой и воздухом меньше для светодиодов с перевернутым кристаллом на PSSA. Следовательно, больше лучей преломляется от массива кремнезема в воздух, и эффективность вывода света повышается.

Более того, из-за роста качества кристалла и эффективности вывода света внешний квантовый выход светодиода с перевернутым кристаллом на PSSA был выше.

Два исследования из Уханьского университета показали, что лучшее отражение и преломление можно получить, приняв PSSA. С помощью PSSA можно снизить плотность проницаемых дислокаций и повысить эффективность вывода света. Таким образом, эффективность светодиодов InGaN / AlGaN UV и светодиодов с перевернутым кристаллом InGaN / GaN может быть повышена.