AlN成核层对近紫外LED外延生长的影响

摘要

在图形化蓝宝石衬底上制备了InGaN/AlGaN近紫外发光二极管（LED）。采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法外延生长了不同厚度的AlN成核层,系统研究了AlN成核层厚度对外延层质量和InGaN/AlGaN近紫外LED（波长395 nm）光电性能的影响。使用透射电子显微镜对外延层的截面结构及位错进行表征。结果表明,随着AlN成核层厚度的增加,位错密度不断减小,且量子阱表面V形坑尺寸逐渐减小。LED器件的光学性能和电学性能随着V形坑尺寸的减小而提高,归一化外量子效率最大值由0.55增至1;在电流350 m A时,正向电压从3.54 V降至3.45 V,又升高至3.60 V。当AlN成核层厚度超过临界值后,位错密度不降反升,量子阱表面的V形坑密度增加,导致量子阱的有效发光面积减小,外延层质量下降。InGaN/AlGaN近紫外LED的光电性能与AlN成核层厚度密切相关,最佳AlN成核层厚度为50.22 nm。