氮化镓基高亮度发光二极管材料.pdf

第14卷专辑1 中国有色金属学报 TheChineseJournalofNonferrousMetals 2004年5月 May 2004 文章编号:1004—0609(2004)S1—0381—05 氮化镓基高亮度发光二极管材料外延和干法刻蚀技术①罗毅,邵嘉平,郭文平,韩彦军,胡卉,薛松,孙长征,郝智彪(清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室,北京100084) 摘要:通过对氮化镓(Galliumnitride,GaN)基蓝色高亮度发光二极管(Highbrightnesslightemittingdiode, HB-LED)材料金属有机气相外延(anicvaporphaseepitaxy,MOVPE)生长技术的研究和优化以及在有源区内引入新型InGa一N/GaN多量子阱(Multiplequantumwells,MQWs)结构,获得了高性能的HB-LED外延片材料。高分辨率x射线衍射(HighresolutionX—raydiffraction,HR—XRD)和变温光致荧光谱(Temperaturede— pendentphotoluminescencespectra,TD-PLSpectra)测量表明外延材料的异质界面陡峭,单晶质量优异,并由变注入电致荧光谱(Injectiondependentelectroluminescencespectra,ID-ELspectra)测量获得:HB-LED芯片的峰值发光波长在注入电流为2mA至120mA变化下蓝移量小于1nm,电致荧光谱的半高全宽值(Fullwidthhalfmaxi— mum,FWHM)在注入电流为20mA时仅为18nm。此外,还介绍了GaN基材料感应耦合等离子体(Inductively coupledplasma,ICP)干法刻蚀技术。考虑实际需要,本文作者开发了AIGaN/GaN异质材料的非选择性刻蚀工艺,原子力显微镜(Atomicforcemicroscope,AFM)观察得到AIGaN/ nm,与外延片的表面平整度相当。还获得了AIGaN/GaN高选择比的刻蚀技术,GaN和AIGaN的刻蚀选择比为 6O。关键词:氮化镓(GaN);发光二极管(LED);材料外延;干法刻蚀 Highperformancegalliumnitridebasedbluelightemittingdiode materialepitaxyanddryetchingfabricationtechnology LUOYi,SHAOJia—ping,GUOWen—ping,HANYan—jun, HUHui,XUESong,SUNChang—zheng,HAOZhi—biao (StateKeyLaboratoryofIntegratedOptoelectronics,DepartmentofElectronicEngineering, TsinghuaUniversity,Beijing100084,China) Abstract:Theepitaxytechnologyofgalliumnitride(GaN)basedhighbrightnessbluelightemittingdiode(HB- LED)anicvaporphaseepi