在石英衬底上制造发光二极管
Xerox研究中心已成功地在石英衬底上长出简单的多晶氮化物半导体发光二极管。在近来的实验中，David Bour和同事从氮化物LED 中获得了波长在430 nm处、光谱宽度为38 nm的电致发光，发光效率约比在蓝宝石衬底长出的单晶LED低两个数量级。因为相对于传统的单晶LED材料，这种多晶材料能沉淀在大得多的衬底上，他们相信新的LED结构有潜力将大面积显示器带到新效率水平。 由于这种材料内部高密度的错位不会影响由晶体材料制成的设备中载流子和流动和复合，氮化物LED通常提供比其他复合半导体LED更高的效率。如果这些缺陷真有惰性，即使用错位更厉害的材料(例如在玻璃衬底上长成的排列取向随机的多晶)，也有可能获得高效率LED运转。 使用有机金属汽相外延的生长次序--和用在蓝宝石衬底上制造单晶膜片的次序一样，科学家在石英衬底上长出一个单晶氮化物LED结构。此过程的第一步是在550°C的温度下沉淀大约30 nm厚非晶态的氮化镓(GaN)中间层，然后在氨氢包围的环境下加热到1050°C将其固相晶化。生长过程的最后结果是由4 μm的n型氮化镓/硅(GaN∶Si）层、3 nm氮化铟镓单量子阱和0.2 μm的p型氮化镓/镁层组成的简单多晶LED结构(见图)。 在石英结构上制造的粗多晶氮化物半导体LED表面十分粗糙。Xerox研究者还是获得了发射效率约低于单晶LED两个数量级的蓝紫光(430 nm)运转多晶LED为了用这种材料生产粗制LED，研究者将钛/金p型接触金属蒸发，将其模制在1 mm的中心约500 μm的圆点上，并用氩离子碾磨周围的材料。蚀刻深度是1 μm，这和曝露生长外延LED蓝宝石下n型材料所需的深度相同。通过把金属探针尖端接触GaN∶Si的表面来制成LED工作所需的n型接触，而没有沉淀n型金属。 从蓝宝石上长出的单晶LED材料和从石英上长出的多晶氮化物半导体LED结构之间有几点不同。例如，比之单晶材料获得的镜面般的表面，多晶材料的表面粗糙。此外，典型的晶体大小是几个微米(约和薄膜厚度同一数量级)，且有几种具有六边形横切面平顶的晶体。后一特点显出c取向生长的趋势。
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O48;TN4
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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