澳大利亚公司Silanna UV实现紫外LED大批量生产
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- 2024-06-04 15:26:04
日前，澳大利亚公司Silanna UV使用 Veeco GEN200 MBE工具在蓝宝石衬底上生产150毫米GaN外延片，并制造出10000多个功能器件，封装后这些紫外LED在峰值效率下可产生1.7 mW 的输出功率，使用寿命长达数千小时。
Silanna 的高级器件集成工程师Jordan Nichols 说："Veeco GEN200 平台是一个双腔系统，因此我们有能力满足当前的需求。"他透露，公司的外延设施是专门为随着需求增长而扩大产能而建造的。
为了形成LED的外延结构，Silanna的工程师先沉积400nm厚的氮化铝缓冲层，然后是四个不同的超晶格，最后是p 型氮化镓层（见图）。用于重组区域的超晶格厚约80 nm，具有 36 个周期，层宽可根据目标波长进行调整，目标波长可从229 nm到240 nm不等。
同时使用短周期超晶格作为有源区的一个优点是其带状结构可促进横向电发射，从而提高光提取效率。与用于远紫外LED的传统量子阱区相比，这种形式的有源区还能降低掺杂剂电离能，从而降低电阻率。Silanna 采用标准的光刻和金属化工艺用其外延片生产LED。通过干法蚀刻形成网格后、钛/铝触点沉积形成电触点。在添加标准钝化层后，该公司的工程师可使用积分球在晶圆级进行光电测量。
以20 mA电流驱动的10000多个LED的电致发光光谱晶圆级图被记录下来。这些器件的发光波长约为233 nm，晶片中间100 mm处器件的峰值波长标准偏差仅为0.16 nm，平均光功率为0.2 W。
Silanna 通过将外延片上1 毫米乘1 毫米的器件切割成小块，将基底减薄至275毫米并抛光，然后将裸片倒装到氮化铝陶瓷封装上，生产出了封装型 LED。这些器件在50 mA电流下的峰值壁插效率为0.55%。将电流增至1 A时，输出功率攀升至17.4 mW，据称这是在蓝宝石上生长的远紫外LED的最高辐射通量。
对以20 mA驱动的80个封装器件进行的寿命测试表明，寿命为2800小时，这是基于辐射通量减少到其初始值的 70% 所需的时间。
Silanna UV 表示，虽然 MOCVD 是生产远紫外LED最常用的生长方法，但MBE也能大批量、高产出地生产这些器件。
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