垂直配向ナノポーラスGaN下層によるUVA MQWの性能向上

Performance improvement of UVA MQWs by vertical oriented nanoporous GaN underlayer.

• Xilin Su
• Yufeng Li
• Minyan Zhang
• Peng Hu
• Zhenhuan Tian
• Maofeng Guo
• Ye Zhang
• Feng Yun

抄録

電気化学エッチング法を用いて、よく配向した横配向及び縦配向ナノポーラスGaNを作製し、紫外線A型多重量子井戸構造の光学特性に与える影響を調べた。V-defectとn-AlGaN層を有する多重量子井戸構造を用いたことで、垂直電気化学エッチングの均一性が大幅に向上した。アズグロウン多重量子井戸構造と比較して、横配向ナノポーラス多重量子井戸構造は3.8倍、縦配向ナノポーラス多重量子井戸構造は8.1倍のフォトルミネッセンス強度向上が見られ、半値最大時の全幅はそれぞれ18.4nmから7.9nm、2.8nmに狭くなった。垂直配向ナノポーラス多重量子井戸構造は、前方光分布が均一な長方形の遠場発光パターンを有しており、85%強度の視野角は50°である。本研究は、GaN系発光素子の光出力を向上させ、発光角度を制御するための有効な方法を提供するとともに、半導体中に整列したナノポーラスを作製する方法を提供するものである。

Well-aligned lateral oriented and vertical oriented nanoporous GaN were fabricated by electrochemical etching procedure, and its influence on the optical characteristics of ultraviolet-A multiple quantum well structure was investigated. We used a multiple quantum well structure with V-defect and n-AlGaN layer, which greatly improved the uniformity of vertical electrochemical etching. Compared to the as-grown multiple quantum well structure, the lateral and vertical oriented nanoporous multiple quantum well structures have 3.8-fold and 8.1-fold photoluminescence intensity enhancement, and the full width at half maximum has been narrowed down from 18.4 nm to 7.9 nm and 2.8 nm, respectively. The vertical oriented nanoporous multiple quantum well structure has a rectangular far-field emission pattern with uniform forward light distribution, and the view angles of 85% intensity is 50 °. This study provides an effective method for improving the light output and controlling the emission angle of GaN based light emitting devices, as well as a method for preparing well-aligned nanopores in semiconductors.

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