Bedwyr Humphreys:開發(fā)高質(zhì)量、低缺陷密度半極化和非極化氮化鎵模板

技術(shù)改進(jìn)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(shù)分會(huì)上，來自賽倫光電Bedwyr Humphreys就為與會(huì)聽眾帶來了如何《開發(fā)高質(zhì)量、低缺陷密度半極化和非極化氮化鎵模板》的報(bào)告。

Bedwyr Humphreys介紹，當(dāng)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(chǎng)的影響。在異質(zhì)結(jié)界面處不連續(xù)的自發(fā)和壓電極化電場(chǎng)導(dǎo)致了量子阱中產(chǎn)生內(nèi)建電勢(shì)，使電子和空穴在空間上相分離，降低了量子阱中的輻射復(fù)合速率，也就是所謂的量子限制斯塔克效應(yīng)。這種效應(yīng)在綠光二極管等高銦組分的器件中尤其嚴(yán)重，使得綠光器件的效率性能至今也無法達(dá)到令人滿意的高度。為了降低極化效應(yīng)，半極性和非極性襯底被應(yīng)用與器件制備中。這些襯底受到了廣泛的關(guān)注，不僅僅由于它們提高了藍(lán)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(zhì)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(chǔ)研究。傳統(tǒng)側(cè)向外延生長(zhǎng)已經(jīng)被應(yīng)用提高藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)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(zhǎng)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(guī)工藝的可能性。

Bedwyr Humphreys報(bào)告顯示，通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)利用Seren Ph otonics和University of Sheffield的獨(dú)特納米技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了非極性和半極性GaN FWHM的有效降低，同時(shí)隨著方法的成熟，GaN的性能將得到進(jìn)一步的改善。在高質(zhì)量a面GaN襯底上生長(zhǎng)的InGaN/GaN多量子阱結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)了優(yōu)秀的光學(xué)性質(zhì)。與藍(lán)寶石上生長(zhǎng)的傳統(tǒng)c面GaN相比IQE提高了7倍。而變功率PL結(jié)果顯示，a面的多量子阱結(jié)構(gòu)可以擺脫QCSE的影響。