Berichten zufolge hat das Forschungsteam der Universität Wuhan kürzlich die Verwendung eines PSSA-Substrats (patterned saphire with Silica Array) angekündigt, um das Problem der Fehlanpassung der Galliumnitrid-Übergangsgrenzen zu reduzieren. Es wird vorgeschlagen, dass ein PSSA-Substrat die Effizienz von Flip-Chip-LEDs für sichtbares Licht von Indium-Gallium-Nitrid und Gallium-Nitrid (InGaN/GaN) verbessern kann.
PSSA ist ein strukturiertes Saphirsubstrat mit einem Siliziumdioxid-Array. Anfang dieses Jahres schlug Professor Zhou Shengjun, der Leiter des Forschungsteams, vor, dass das PSSA-Substrat die Effizienz von Indium-Gallium-Nitrid- und Aluminium-Gallium-Nitrid (InGaN/AlGaN)-UV-LEDs erheblich verbessern kann.
Diese Studie beschreibt das große Potenzial von PSSA-Substraten zur Verbesserung der Effizienz von Gruppe-III-Galliumnitrid-LEDs. Im Vergleich zum formalen Chip kann Flip-Chip-LED die Probleme der Wärmeableitung und der ungleichmäßigen Stromverteilung lösen. Bei der Flip-Chip-Struktur wird Licht hauptsächlich durch ein transparentes Substrat emittiert.
Professor Zhou wies darauf hin, dass es bei der Verwendung eines traditionellen strukturierten Saphirsubstrats (PSS) zum Aufwachsen von Galliumnitrid zu Positionierungsfehlern kommen wird, da Galliumnitrid auf den strukturierten Seitenwänden aufgewachsen wird , was die weitere Verbesserung der internen Quanteneffizienz weitgehend einschränkt.
Gleichzeitig ist es für Flip-Chip-LEDs auf PSS-Substraten schwierig, Durchbrüche in der Lichtauskopplungseffizienz zu erzielen, da der große Brechungsindexkontrast an der Grenzfläche zwischen Saphir und Luft vorgegeben ist.
Da im Gegensatz zum PSSA-Substrat die Seitenwände der Siliziumdioxid-Array-Kegel keine Galliumnitrid-Inseln bilden, kann die auf dem PSSA-Substrat aufgewachsene LED den Kontakt zwischen dem Seitenwandbereich und dem Galliumnitrid auf dem C-Ebenen-Bereich von das Substrat. Das Fehlanpassungsproblem, das an der Verbindungsgrenze auftritt.
Professor Zhou sagte, dass das Silizium-Array in der Flip-Chip-LED auf dem PSSA-Substrat im Vergleich zur herkömmlichen PSS-Substratlösung einen geringeren Brechungsindexkontrast zwischen dem Silizium-Array und der Luft aufweist, sodass mehr Licht vom Silizium-Array zum Luft. Um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern.
Aufgrund der Verbesserung der Kristallqualität und der Lichtextraktionseffizienz ist außerdem die externe Quanteneffizienz der Flip-Chip-LED auf dem PSSA-Substrat ebenfalls höher als die der Flip-Chip-LED auf dem PSS-Substrat.
Zwei Studien der Universität Wuhan haben gezeigt, dass PSSA-Substrate bessere Reflexions- und Brechungsfunktionen aufweisen können als PSS-Substrate. Die Verwendung eines PSSA-Substrats reduziert die Versetzungsdichte durch Einfädeln und verbessert die Lichtextraktionseffizienz, wodurch die Effizienz von InGaN/AlGaN-UV-LEDs und InGaN/GaN-Flip-Chip-LEDs verbessert wird.
