生长温度对InGaN/GaN多量子阱LED光学特性的影响

利用低压MOCVD系统,在蓝宝石衬底上外延生长了InGaN/GaN多量子阱蓝紫光LED结构材料.研究了生长温度对有源层InGaN/GaN多量子阱的合金组分、结晶品质及其发光特性的影响.结果表明当生长温度从730℃升到800℃时,LED的光致发光波长从490nm移到380nm,室温下PL谱发光峰的半高全宽从133meV降到73meV,表明了量子阱结晶性的提高.高温生长时,PL谱中还观察到了GaN的蓝带发光峰,说明量子阱对载流子的限制作用有所减弱.研究表明,通过改变生长温度可以对LED发光波长及有源层InGaN的晶体质量实现良好的控制.     

LP—MOCVD生长InGaN及InGaN／GaN量子阱的研究

利用MOCVD系统在Al2O3衬底上生长InGaN材料和InGaN/GaN量子阱结构材料，研究发现InGaN材料中In组份几乎不受TMG与TMI的流量比的影响，而只与生长温度有关，生长温度由800℃降低到740℃，In组份的从0.22增加到0.45；室温InGaN光致发光光谱（PL）峰全半高宽（FWHM）为15.5nm;InGaN/GaN量子阱区InGaN的厚度2nm，但光荧光的强度与100nm厚InGaN的体材料相当。     

MOCVD生长的InGaN／GaN双异质结构LED的生长和表征

我们在ｃ面蓝宝石上用常压ＭＯＣＶＤ法得到了高质量ＩｎＧａＮ外延层。研究表明，Ｉｎ分凝系数不仅与生长温度有关，而且与ＩｎＧａＮ薄膜的生长速度有关。观测到了在生长温度低至７００℃，Ｉｎ摩尔分数达０．２０时生长的ＩｎＧａＮ膜的强烈的能带边缘光致发光。本文还介绍了有关蓝光ＩｎＧａＮ／ＧａＮ双异质结构ＬＥＤ所取得的最初结构。     

MOCVD生长双波长发光二极管

根据白光照明和可变换波长的光通信中对单芯片双波长发光二极管(LED)要求,在分析了反向偏置隧道结性质的基础上,设计了用反向偏置隧道结连接两个有源区的单芯片双波长LED,用金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)在GaAs衬底上一次外延生长了同时发射两种波长的LED,其包含一个AlGaInP量子阱有源区和一个GaInP量子阱有源区,两个有源区由隧道结连接;通过后工艺制备了双波长LED器件,在20mA电流注入下,可以同时发射626nm和639nm两种波长,光强是127mcd,正向电压是4.17V。与传统的单有源区LED进行对比表明,双波长LED有较强的光强;对比单有源区LED的2.08V正向电压,考虑到双波长LED包含隧道结和两个有源区,隧道结上的压降很小。     

408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

408nm InGaN/GaN LED的材料生长及器件光学特性

通过提高InGaN量子阱结构的生长温度,降低量子阱In组分的掺入效率,提高InGaN/GaN量子阱结构生长质量,缩短LED输出波长等手段,实现了紫光LED高效率输出.采用高分辨率X射线双晶衍射、扫描隧道显微镜和光致发光谱技术研究了高温生长InGaN/GaN多量子阱的结构和光学特性.封装后的300μm×300μm LED器件在20mA的注入电流下输出功率为5.2mW,输出波长为408nm.     

MOVPE生长的GaN基蓝色与绿色LED

报道用自行研制的LP－MOVPE设备,在蓝宝石（α－Al2O3)衬底上生长出以InGaN为有源区的蓝光和绿光InGaN/AlGsN双异质结构以及InGaN/GaN量子阱结构的LED,其发射波长分别为430－450nm和520－540nm。     

生长停顿改善MOCVD生长InGaN/GaN多量子阱的特性

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)生长了InGaN/GaN多量子阱(MQWs)结构,研究了生长停顿对InGaN/GaN MQWs特性的影响.结果表明,采用生长停顿,可以改善MQWs界面质量,提高MQWs的光致发光(PL)与电致发光(EL)强度;但生长停顿的时间过长,阱的厚度会变薄,界面质量变差,不仅In组分变低,富In的发光中心减少,而且会引入杂质,致使EL强度下降.     

超高亮度InGaN单量子阱结构绿色LED

发光强度为１２ｃｄ的超高亮度绿色ＩｎＧａＮ单量子阱（ＳＱＷ）结构发光二极管已研制成功。该器件的输出功率、外量子效率、峰值波长和光谱半宽在正向电流２０ｍＡ下分别为３ｍＷ、６．３％、５２０ｎｍ和３０ｎｍ。这种绿色ＩｎＧａＮ单量子阱发光二极管的Ｐ－Ａｌ－ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ｎ－ＧａＮ是用ＭＯＣＶＤ方法生长在蓝宝石衬底上。     

MOCVD生长的InGaN薄膜中的相分离

利用X射线衍射(XRD)测量用MOCVD生长的InGaN样品,观察到InN相.通过X射线衍射理论,计算得到InN相在InGaN中的含量.通过退火和变化生长条件发现InN相在InGaN薄膜中的含量与生长时N2载气流量、反应室压力和薄膜中存在的应力有关.进一步的分析表明InGaN合金中出现InN相的主要原因是相分离.     

MOCVD生长的InGaN薄膜中的相分离

利用X射线衍射(XRD)测量用MOCVD生长的In Ga N样品,观察到In N相.通过X射线衍射理论,计算得到In N相在In Ga N中的含量.通过退火和变化生长条件发现In N相在In Ga N薄膜中的含量与生长时N2 载气流量、反应室压力和薄膜中存在的应力有关.进一步的分析表明In Ga N合金中出现In N相的主要原因是相分离.     

MOCVD生长的InGaN合金的性质

对使用 MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长的典型 In Ga N样品进行了光致发光 (PL)、霍耳 (Hall)及扫描电镜 (SEM)测量 .结果表明 :适当的生长温度 (75 0℃ )提高了样品中 In的含量和 PL 强度。当 / 族比率大约 5 0 0 0时 ,75 0℃生长的样品背景载流子浓度约为 2 .2 1× 10 1 8cm- 3,In含量约为 11.5 4% .其室温 394nm的带边峰 ,半高宽约为 116 me V,束缚能约为 32 .4m e V,可能与束缚激子发光相关 .该样品禁带宽度随温度变化的温度系数 α (d E/ d T)约为 0 .5 6× 10 - 3e V/ K.较高温度 (80 0℃和 90 0℃ )生长的样品 In含量较低 ,PL 强度较弱 ,且在样     

MOCVD生长的InGaN/GaN薄膜组分和表面形貌研究（参加广西南宁固体薄膜会议论文）

摘要：本文利用MOCVD方法在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同生长温度条件下的InGaN薄膜的制备。通过改变生长温度实现了InGaN薄膜中In组分可控。通过XRD、SEM、AFM等测量手段研究了生长温度和组分、形貌、缺陷等性质的关系。对比SEM和AFM形貌图像提出并探讨了3种缺陷坑（大V型坑,In-rich坑和热腐蚀坑）模型以及形成机制。通过研究不同生长温度的InGaN薄膜样品,发现较高生长温度对InGaN薄膜形貌质量和缺陷控制有至关重要的作用。     

Surface morphology and composition studies in InGaN/GaN film grown by MOCVD

InGaN films were deposited on(0001) sapphire substrates with GaN buffer layers under different growth temperatures by metalorganic chemical vapor deposition.The In-composition of InGaN film was approximately controlled by changing the growth temperature.The connection between the growth temperature,In content,surface morphology and defect formation was obtained by X-ray diffraction,scanning electron microscopy(SEM) and atomic force microscopy(AFM).Meanwhile,by comparing the SEM and AFM surface morphology images,we proposed several models of three different defects and discussed the mechanism of formation.The prominent effect of higher growth temperature on the quality of the InGaN films and defect control were found by studying InGaN films at various growth temperatures.     

MOCVD生长的全组分InGaN材料

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法在C面蓝宝石衬底上制备了全组分InGaN薄膜,通过改变生长温度和In/Ga比例成功调控了InGaN合金组分和带隙宽度。利用不同的物理表征手段系统研究了InGaN薄膜的晶体结构和光电学性质,XRD和Hall等测试结果表明:富Ga的InGaN薄膜具有较好的晶体质量,背景电子浓度基本均比富In的InGaN低一个数量级。同时,结合光致发光谱和光学透射谱研究了InGaN合金带隙随In组分的变化关系。     

InGaN/GaN LEDs with a Si-doped InGaN/GaN short-period superlattice tunneling contact layer

Nitride-based light-emitting diodes (LEDs) with Si-doped n⁺-In_0.23Ga_0.77N/GaN short-period superlattice (SPS) tunneling contact top layer were fabricated. It was found that although the measured specific-contact resistance is around 1 × 10⁻² Ω-cm² for samples with an SPS tunneling contact layer, the measured specific-contact resistance is around 1.5×10⁰ Ω-cm² for samples without an SPS tunneling contact layer. Furthermore, it was found that one could lower the LED-operation voltage from 3.75 V to 3.4 V by introducing the SPS structure. It was also found that the LED-operation voltage is almost independent of the CP₂Mg flow rate when we grow the underneath p-type GaN layer. The LED-output intensity was also found to be larger for samples with the SPS structure.     

InGaN/GaN多量子阱蓝光LED的p-GaN盖层的MOCVD生长研究

利用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）生长了InGaN／GaN多量子阱（MQW）蓝光发光二极管（LED）,研究了不同Cp2Mg流量下生长的p-GaN盖层对器件电学特性的影响。结果表明,随着Cp2Mg流量的提高,漏电流升高,并且到达一临界点会迅速恶化;正向压降则先降低,后升高。进而研究相同生长条件下生长的p-GaN薄膜的电学特性、表面形貌及晶体质量,结果表明,生长p-GaN盖层时,Cp2Mg流量过低,盖层的空穴浓度低,电学特性不好;Cp2Mg流量过高,则会产生大量的缺陷,盖层晶体质量与表面形貌变差,使得空穴浓度降低,电学特性变差。因此,生长p-GaN盖层时,为使器件的正向压降与反向漏电流均达到要求,Cp2Mg流量应精确控制。     

红橙光InGaN/GaN量子阱的结构与光学性质研究

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该量子阱发射可见的红橙光,峰位波长在610 nm附近。变温PL(15～300 K)进一步揭示量子阱在低温下有两个发光机制,对应的发射峰波长分别为538 nm和610 nm。由于In分凝和载流子的局域化导致的载流子动力改变,使得量子阱PL发光峰值随温度增加呈明显的"S"变化趋势。