230nm帯AlGaN紫外LEDの高出力化

摘要

波長210nin～350nm帯の紫外LED・LDは様々な研究グループで開発が進められている。しかし発光効率は低く、特に250nm以下の波長帯では報告例も少ない。我々はサファイア基板上で(In）AlGaN多重量子井戸を用いて、波長220～350nm帯の高効率紫外発光デバイスの実現を目線している。今回は1.6nm程度の幅の狭いAlGaN量子井戸を用いることにより、2．6nmの量子井戸の時に比べ約4倍発光強度が増大することを明らかにした。またAlN電子ブロック層を用いることにより電子のオーバーフローを抑制し、p層からの発光を抑えて量子井戸からの発光が増大することを明らかにした。これらの工夫により波長234nmにおいで出力0．4mW、外部量子効率0．034％、波長241nmにおいて出力1．13mW、外部量子効率0．084％を室温CW動作において実現した。%210-350 nm-band high-efficiency ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs) or laser diodes (LDs) are very attractive light sources for the application to sterilization, medical fields etc. In this study, we realized high-power operations of AlGaN multi-quantum well (MQW) LEDs on high quality AlN/sapphire templates. We obtained significant increase of the 220 nm-band emission from AlGaN MQW LEDs by reducing the quantum well thickness from 4 nm to 1.5 nm. We also introduced AlN electron blocking layer (EBL) in order to improve the electron injection efficiency by suppressing electron overflow. We revealed that the output power of the 250 nm-band AlGaN LEDs was markedly increased by introducing AlN EBL. We obtained output power of 0.4mW and the external quantum efficiency (EQE) of 0.034% from 234nm AlGaN-MQW LED under room temperature (RT) continuous wave (CW) operation.