如何提高LED外延結(jié)構(gòu)的內(nèi)量子效率

　　LED外延結(jié)構(gòu)的的內(nèi)量子效率（IQE）對其亮度有著決定性的影響，而很多人的誤解是IQE由MOCVD工藝決定，其實IQE應(yīng)該是由外延材料的設(shè)計決定。而國內(nèi)缺少的恰恰是外延結(jié)構(gòu)的設(shè)計人才，只會用設(shè)備的人不一定能夠長出高質(zhì)量的材料。下面就簡單介紹一下一些材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)對IQE的影響：

　　1、雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：兩側(cè)的CL（Cladding Layer）的禁帶寬度要大于AL（Active Layer），AL采用量子阱結(jié)構(gòu)可以更好的限制載流子，從而提升IQE。另外一方面，采用量子阱AL，Barriers阻礙載流子在相鄰阱的移動，所以采用多量子阱結(jié)構(gòu)，Barrier需要足夠透明（低和?。┮苑乐馆d流子在每個阱內(nèi)的不均勻分配。AL厚度也對IQE有很大影響，不能太厚，也不能太薄，每種材料有其最佳范圍。

　　2、AL參雜：AL絕對不可以重參雜，要么輕參雜，低過CL的參雜濃度，每種材料有其最佳范圍，AL經(jīng)常也不參雜。AL使用p型參雜多過使用n型參雜，p型參雜可以確保載流子在AL內(nèi)的均勻分布。AL參雜有好處也有壞處，參雜濃度增加，輻射載流子的壽命縮短，同時導致輻射效率增加。但是，高濃度參雜也引入缺陷。有趣的是MOCVD生長在有些時候還依賴于參雜，雜質(zhì)可以作為表面活化劑，增加表面擴散系數(shù)，從而改善晶體質(zhì)量。例如，InGaN使用Si參雜就可以改善晶體質(zhì)量。

　　3、CL參雜：CL的電阻率是決定CL濃度的重要參數(shù)，濃度一定要低到不足以在CL中產(chǎn)生熱效應(yīng)，但是CL參雜又必須高過AL用來定義PN結(jié)的位置。每種材料有其最佳范圍。但是p型濃度典型要高過n型。CL中p型雜質(zhì)濃度過低將使電子從AL中逸出，從而降低IQE。

　　4、晶格匹配：陰極熒光顯示發(fā)亮的LED，其交叉的位錯線是呈現(xiàn)黑色的，可以推斷晶格不匹配增加，IQE下降。雖然GaAs和InP中晶格匹配和IQE顯示很強的關(guān)系，但是GaN中這種關(guān)系卻不明顯，這主要是GaN中位錯的電學活性很低，另外，載流子在GaN的擴散長度很短，如果位錯間的平均距離大于擴散長度，特別是空穴的擴散長度，那么位錯上的非輻射復合就不嚴重。另外一種解釋是，InGaN之所以具有高效率是因為化合物的成分波動限制了載流子擴散到位錯線。

　　5、PN結(jié)移位：一般上CL是p型，下CL 是n型。PN結(jié)移位會影響IQE，特別是Zn、Be等小原子，可以輕易擴散過AL，到下CL。同時，Zn、Be的擴散系數(shù)很明顯有濃度依賴性，當濃度超過極限，擴散速度大大提高，所以必須十分小心。

　　6、非輻射復合：表面必須離開AL幾個擴散長度的距離，這就是MESA型LED曝露AL，其IQE遠遠低于Planar的RCLED的原因。需要指出的是曝露的表面如果只有一種載流子，則不影響IQE。

　　由此可見，MOCVD象藝術(shù)多過象技術(shù)，很多參數(shù)都是一種動態(tài)平衡中選取最佳范圍，而且這還是看單一影響，如果復合效果則更加復雜，有時只有經(jīng)驗，而沒有理論和公式，甚至變換設(shè)備也沒有可行的依據(jù)，所以我們在MOCVD人才引進上要看其工藝技術(shù)的功底、以及其所處環(huán)境的技術(shù)氛圍和底蘊，如果有人夸口到國內(nèi)可以馬上把MOCVD技術(shù)搞上去，那就是吹牛了，大家千萬不要上當受騙。上面只是簡單說了一下關(guān)系，具體的大家還要根據(jù)實踐去摸索。