以高導電、高穿透之P型Al0.5Ga0.5N提升280-nm UVC LED 的效能

專案詳細資料

Description

本計畫延續過去中央光電與泰谷公司的合作關係,希望將 283-nm UVC LED 的輸出功率由 2.12 mW 提升至5 mW 以上。 UV LED有兩個重要的技術瓶頸:一為高品質的AlN磊晶層;一為高穿透、高導電的p型AlGaN。本團隊在2016~2017的產學計畫中,已利用新式的磊晶技術突破第一項瓶頸,此磊晶技術可得到低成本、高品質的AlN磊晶層,並已導入泰谷公司的磊晶系統。相對於第一項技術瓶頸,第二項技術瓶頸的困難度更高,這是因為高能隙半導體的p型摻雜效率非常低,在電洞無法有效注入量子井的情況下,UVC LED很難產生足夠的光子。若要提高p型摻雜效率,必須降低AlGaN的鋁含量,以降低能隙來提高電洞的活化能,然而,當p型AlGaN的能隙降低時,會吸收量子井發出的UV光,犧牲了元件的發光效率。換言之,p型AlGaN很難同時達到高導電、高穿透的要求,這也是目前UVC LED的外部量子效率很難超過10%的主因之一。 為了突破第二項瓶頸,我們將以新開發的氣流中斷技術,成長AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格結構,並搭配Ni/Al為基礎的金屬電極,產生高導電、高穿透的p型Al0.5Ga0.5N磊晶層。以氣流中斷法成長的超晶格結構,可有效提升鎂離子(p型摻雜)與五族(氮)離子的結合效率,讓電洞更容易產生。此外,許多研究也顯示:以Ni/Al為底的p型金屬電極,可有效提升覆晶型UVC LED的光翠取效率。然而,超晶格結構與Ni/Al金屬的結合,還有許多需要克服的挑戰,如:金屬與磊晶層之間的高接觸電阻。我們希望以一年的時間,解決這些難題,將p型Al0.5Ga0.5N磊晶層整合至UVC LED的元件結構,提升元件的輸出功率。
狀態已完成
有效的開始/結束日期1/06/1831/05/19

聯合國永續發展目標

聯合國會員國於 2015 年同意 17 項全球永續發展目標 (SDG),以終結貧困、保護地球並確保全體的興盛繁榮。此專案有助於以下永續發展目標:

  • SDG 8 - 體面的工作和經濟增長
  • SDG 12 - 負責任的消費與生產
  • SDG 17 - 為永續目標構建夥伴關係

Keywords

  • 紫外光
  • 發光二極體
  • 氮化鋁鎵
  • 氮化鋁
  • 量子井

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。