漏电流是影响InGaN LED性能的重要指标,关系到载流子的有效利用和能耗以及器件稳定性等。虽然LED有源层一般生长在超过2μm厚的GaN基板上,但是由于GaN中缺陷密度较高,特别是螺位错已经被确定是漏电通道,因此载流子向衬底界面的泄露情况比较严重,是造成漏电流的一个关键因素。AlGaN由于具有更宽的带隙以及更小的电子亲和势,与GaN形成跨骑型能带结构,因此理论上能对电子和空穴形成势垒,阻挡载流子的迁移。
近日,“2023碳化硅关键装备、工艺及其他新型半导体技术发展论坛”在长沙召开。论坛在第三代半导体产业技术创新战略联盟的指导下,由极智半导体产业网与中国电子科技集团第四十八研究所等单位联合组织。论坛围绕“碳化硅衬底、外延及器件相关装备产业创新发展”、“关键零部件及制造工艺创新突破”、“产业链上下游协同创新”、“氮化镓与氧化镓等其他新型半导体”,邀请产业链上下游的企业及高校科研院所代表深入研讨,携手促进国内碳化硅及其他半导体产业的发展。
期间,在“氮化镓、氧化镓及其他新型半导体”分论坛上,湖南大学半导体学院(集成电路学院)助理教授李阳锋分享了“原位AlGaN插入层降低InGaN LED漏电流”主题报告。
报告介绍了,通过在n-GaN和u-GaN之间原位生长一层80nm Al0.25Ga0.75N插入层,改进了InGaN LED外延结构,其在-8V的平均漏电流相比于没有插入层的结构降低了37%。另一批实验中更是降低了66%,而其它电学特性基本持平。通过AFM观察这两种结构的表面发现,有AlGaN层覆盖的表面,位错露头更少,表面粗糙度更低。
并进一步通过TEM观察发现,AlGaN插入层能有效阻挡位错的传播,促进位错的弯曲和湮灭。由于位错(特别是螺位错)被证明是漏电通道,而AlGaN插入层有效阻挡了位错向上传播,因此从结构上有效降低了InGaN LED漏电流。
报告中提出了一种简单可行且有效的降低InGaN LED漏电流的方法,其对大功率LED和micro-LED的研究均应该具有一定推动作用。
嘉宾简介:李阳锋于2012年毕业于武汉大学物理科学与技术学院材料物理专业,同年保送至中国科学院物理研究所清洁能源实验室硕博连读。2017年博士毕业之后进入厦门三安光电工作,任外延部二级高工,负责绿光显屏外延。2018年赴香港科技大学电子与计算机工程学系从事博士后研究工作,负责micro-LED显示MOCVD外延。2019年底,回到中科院物理所继续从事博士后研究工作。2022年6月,入职湖南大学半导体学院(集成电路学院),任助理教授。