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《LP-MOCVD制备AlGaInP高亮度橙黄色发光二极管》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第9期 半 导 体 学 报 Vol.19,No.91998年9月 CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSSep.,1998LP-MOCVD制备AlGaInP高亮度3橙黄色发光二极管王国宏 马骁宇 曹 青 张玉芳 王树堂 李玉璋 陈良惠(中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程研究中心 北京 100083)摘要 利用LP2MOCVD外延生长AlGaInPDH结构橙黄色发光二极管.引入厚层Al0.7Ga0.3As电流扩展层和Al0.5Ga0.5As2AlAs分布布拉格反射器(DBR).20mA工作条件下,工作电压
2、119V,发光波长峰值在605nm,峰值半宽为1813nm,管芯平均亮度达到20mcd,最大2914mcd,透明封装成视角(2H1ö2)15°的LED灯亮度达到1cd.PACC:4255P,4260D,6865,72301 引言可与GaAs衬底晶格匹配的AlGaInP系材料具有较宽的直接带隙(119～213eV),可实现从红色到绿色的各种波长,特别在橙、黄波段发光效率很高,是制备橙、黄光发光二极管的[1]最佳材料.以日本东芝公司为代表的一些国际大公司利用LP2MOCVD技术研制了亮度[2]大于1cd的从橙色(630nm)到绿色(570nm)AlGaInPLED并实现商品化.国内
3、对AlGaInPLED的研究尚处起步阶段无商品化产品,LED厂家靠进口管芯进行后道封装.我们利用Aixtron公司的AIX200RDMOCVD设备外延生长AlGaInPDH结构的LED,引入厚层Al017Ga0.3As电流扩展层和衬底前DBR反射器,在国内首先制备了高亮度LED器件,LED管芯在20mA工作条件下,工作电压119V,发光波长峰值在605nm,峰值半宽为1813nm,平均亮度达到20mcd,最大2914mcd,透明封装成视角(2H1ö2)15°的LED灯亮度达到1cd,填补了国内空白,为高亮度AlGaInPLED的商品化生产奠定了基础.2 器件结构图1为AlGaI
4、nP发光二极管结构剖面示意图.其采用双异质结(DH)结构,为实现橙黄色发光有源区采用非故意掺杂(Al0.2Ga0.8)0.5In0.5P,厚度015～1Lm.上下限制层分别为p型18-317-3和n型的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P,掺杂浓度分别为:p型1×10cm、n型5×10cm,厚度3国家“863”计划高科技重大项目王国宏 男,1964年出生,博士研究生,从事Ë2Í族半导体材料的MOCVD生长及发光器件的研究马骁宇 男,1963年出生,研究员,从事Ë2Í族半导体材料的MOCVD生长及半导体激光器的研究曹 青 女,1969年出生,工程师,从事Ë2Í族半导体材料的
5、MOCVD生长及半导体激光器的工艺制作1998202210收到9期 王国宏等:LP2MOCVD制备AlGaInP高亮度橙黄色发光二极管 71318-3015～1Lm.电流扩展层采用p2Al0.7Ga0.3As掺杂浓度为2～3×10cm,厚度7Lm,Hall测-2量室温电阻率为5×108·cm.分布布拉格反射器(DBR)为10对Al0.5Ga0.5As2AlAs,根[3]据AlxGa1-xAs的光学参数,在波长600nm处Al0.5Ga0.5As和AlAs的折射率分别为316和2197,每层Al0.5Ga0.5As和AlAs的厚度分别为(1ö4K)4117nm和
6、5015nm.厚度011Lm19-3掺杂浓度为1×10cmp型GaAs作为欧姆接触层.p型和n型电极分别为AuöZnöAuöCröAu和AuGeNi.3 器件结构的LP-MOCVD外延生长和检测(AlxGa1-x)0.5In0.5P外延层材料生长的三图1AlGaInP发光二极管结构示意图族源分别为:TMAl、TMGa、TMIn,五族源为PH3,p型掺杂剂和n型掺杂剂分别为DEZn和2%的SiH4,总H2流量为7lömin,生长温度为680～730℃,反应室压力100～150mbar,ÍöË比150～260,生长速率18～72nmömin,p2AlGaAs材料外延层材料生长的三族
7、源分别为:TMAl、TMGa,五族源为AsH3.掺杂剂分别为DEZn,总H2流量为7lömin,生长温度为720～750℃,反应室压力20～50mbar,ÍöË比100～150,生长速率50～70nmömin,采用n2GaAs衬底,晶向(100)偏(111)4～10°.图2(见图版I)为外延层的扫描电镜照片,从图中可见各层界面非常清晰平整,图3(见图版I)为外延层腐蚀Al0.7Ga0.3As后的X射线双晶衍射摇摆曲线,由衍射峰的对称性判断图中0,-1,+1峰分别为DBR反射器的0级和±1级峰
