氮化镓基高亮度发光二极管材料外延和干法刻蚀技术

摘要：

通过对氮化镓(Gallium nitride,GaN)基蓝色高亮度发光二极管(High brightness light emitting diode,HB-LED)材料金属有机气相外延(Metal organic vapor phase epitaxy,MOVPE)生长技术的研究和优化以及在有源区内引入新型InxGa1-xN/GaN多量子阱(Multiple quantum wells,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(High resolution X-ray diffraction,HR-XRD)和变温光致荧光谱(Temperature dependent photoluminescence spectra,TD-PL Spectra)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(Injection dependent electroluminescence spectra,ID-EL spectra)测量获得:HB-LED芯片的峰值发光波长在注入电流为2 mA至120 mA变化下蓝移量小于1 nm,电致荧光谱的半高全宽值(Full width hlf maximum,FWHM)在注入电流为20 mA时仅为18 nm.此外,还介绍了GaN基材料感应耦合等离子体(Inductivelycoupled plasma,ICP)干法刻蚀技术.考虑实际需要,本文作者开发了AlGaN/GaN异质材料的非选择性刻蚀工艺,原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)观察得到AlGaN/GaN刻蚀表面均方根粗糙度RMS仅为0.85nm,与外延片的表面平整度相当.还获得了AlGaN/GaN高选择比的刻蚀技术,GaN和AlGaN的刻蚀选择比为60.

关键词：氮化镓(GaN)、发光二极管(LED)、材料外延、干法刻蚀

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分类号：TN3;O47

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划TG2000036601;国家高技术研究发展计划863计划2001AA312190,2002AA31119Z;国家自然科学基金60244001

在线出版日期：2004-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：381-385