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亚威朗:看好绿光LED制备白光技术前景
更新时间:2016-05-30 浏览数:

    “随着绿光芯片峰值流明效率的进一步突破,我们更看好未来绿光在白光LED应用的技术前景。”亚威朗光电(中国)有限公司产品总监郝敬侨表示。

    亚威朗总部位于美国洛杉矶,主要为客户提供世界级LED外延片与芯片,在低和高注入电流密度下,实现高效的内量子效率及光取出技术和最大功耗光效相结合。

    目前,亚威朗绿光LED方面拥有绝对优势,535nm绿光LED在20mA工作电流下流明效率已经达到150lm/W。通过新型电极设计,优化电流扩展,预期光效记录或将得到进一步提高。高效绿光LED新进展“严重的电子-空穴空间分离和由此带来的内量子效率的下降,高In组分的有源区材料生长的困难制约绿光LED的发光效率。”亚威朗技术团队认为,目前高效率的固态绿光源,如LED,都应用了c-平面InGaN多量子阱(MQW)有源区。

    一般而言,其量子阱In组分不小于25%。这意味着InGaN量子阱可能受到来自GaN导电层或量子垒的不小于2.75%的压应变。高应变下的InGaN量子阱中存在>1.5MV/cm的压电电场,直接导致了严重的电子-空穴空间分离和由此而来的内量子效率的下降。

    除此之外,高In组分的有源区还伴随着材料生长上的诸多困难也制约了绿光LED的发光效率。归结起来主要有一下几点:
    第一,高In组分的InGaN需要更低的外延生长温度(<730℃)。低的生长温度导致更多的杂质(氧、碳)掺入从而对量子效率有害。
    第二,低的生长温度下氨气分解不足,导致高In组分InGaN生长时氮源不足,引发本征点缺陷导致内量子效率下降。
    第三,低温生长导致较小的表面原子迁移长度,影响外延关系和结晶质量进而导致内量子效率低下。
    第四,低温生长的InGaN由于其结晶质量的不完善,在随后进行p-型层生长时,存在着组分、掺杂向量子阱扩散,进一步影响了其发光效率。

    “ 正因为各种技术缺陷导致InGaN基绿光LED的流明效率一直徘徊在70-90lm/W,严重制约高质量、高效率固态氮化物白光的发展与应用。”亚威朗技术团队表示,亚威朗通过对多量子阱设施的应力补偿作用对内建电场(压电电场和自极化电场之和)实施剪裁工程,同时佐以新型p-型掺杂控制,成功的在实验室里实现了流明效率高达170lm/W的绿光LED(主波长:530nm),并于2011年4月底投产该新结构绿光LED,量产流明效率超过150lm/W。

    亚威朗绿光LED瞄准了大功率、高效率应用和新型白光合成,或将带来氮化物LED产业结构的提升与调整。“亚威朗的535nmLED的外量子效率高达33.2%,表明我们在填补‘绿隙’已经取得重大突破”亚威朗技术团队表示。