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  • GaN材料的发展

    作者:佚名 来源:光行天下整理 时间:2015-04-19 14:53 阅读:877 [投稿]
    应用于蓝、绿光发光二极管的材料,早期主要是ZnSe及GaN。因为ZnSe有可靠度的问题,因此才让GaN有更大的发展空间。

    应用于蓝、绿光发光二极管的材料,早期主要是ZnSe及GaN。因为ZnSe有可靠度的问题,因此才让GaN有更大的发展空间。只是早期GaN的研究迟迟未能获得明显的进展,主要是因为一直无法查找与GaN晶格常量相匹配的基板,造成磊晶中缺陷集成度过高,因此发光效能始终无法提升。另一个造成GaN无法获得突破的原因在于器件的P-GaN部分生成不易,不但P-GaN的掺杂(doping)过低,而且其空穴的移动率(mobility)也较低。这样,一直到1983年日本的田贞史(S.Yoshida)等人在蓝宝石(Sapphire)基板上先用高温成长氮化铝(AlN)当作缓冲层,然后生成出的GaN才获得较佳的结晶,之后名古屋大学的赤崎勇教授(I.Akasaki)等人利用MOCVD在低温下(600oC)先成长AlN缓冲层,而得到其上方在高温成长后如镜面般的GaN。1991年日亚公司(NichiaCo.)的研究员中村修二(S.Nakamura)利用低温成长GaN的非结晶缓冲层,再以高温成长得到同为镜面般的GaN,此时磊晶部分的问题已经获得重大的突破。另一方面,1989年赤崎勇教授利用电子束照射镁(Mg)掺杂的P-GaN,可得到明显的P型GaN,之后日亚公司的中村修二又直接利用700℃的热退火完成P型GaN的制作,至此困扰GaN发展的两个重大问题终获得突破。

    1993年,日亚公司利用上面的两项研究,成功开发出可发出一烛光(Candela)的GaN蓝光发光二极管,其寿命达数万小时。而后绿光发光二极管、蓝、绿光二极管激光陆续被开发出来。

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