Bedwyr Humphreys:开发高质量、低缺陷密度半极化和非极化氮化镓模板

技术改进是永恒的话题，在11月10日下午于北京昆泰酒店召开的CHINASSL2013材料与装备技术分会上，来自赛伦光电Bedwyr Humphreys就为与会听众带来了如何《开发高质量、低缺陷密度半极化和非极化氮化镓模板》的报告。

Bedwyr Humphreys介绍，当前商用的纤锌矿氮化物激光电大部分沿极性的c轴方向制备，其性能受到了量子阱中极化电场的影响。在异质结界面处不连续的自发和压电极化电场导致了量子阱中产生内建电势，使电子和空穴在空间上相分离，降低了量子阱中的辐射复合速率，也就是所谓的量子限制斯塔克效应。这种效应在绿光二极管等高铟组分的器件中尤其严重，使得绿光器件的效率性能至今也无法达到令人满意的高度。为了降低极化效应，半极性和非极性衬底被应用与器件制备中。这些衬底受到了广泛的关注，不仅仅由于它们提高了蓝光和紫光器件的性能，更重要的是它们使高效率光器件的制备成为可能。迄今为止，高质量半极性和非极性GaN材料只能通过在某些特定角度切割昂贵的体GaN材料获得。

并且，这种方法只能获得小片(通常尺寸为10cm~15cm)的衬底，只适用于基础研究。传统侧向外延生长已经被应用提高蓝宝石衬底上生长的半极化和非极化GaN性能。然而，这种方法由于很厚的掩膜生长过程(5~10微米)，其材料均匀性难以保证，制约了其作为商用半极性和非极性GaN衬底制备常规工艺的可能性。

Bedwyr Humphreys报告显示，通过实验，发现利用Seren Ph otonics和University of Sheffield的独特纳米技术，成功实现了非极性和半极性GaN FWHM的有效降低，同时随着方法的成熟，GaN的性能将得到进一步的改善。在高质量a面GaN衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱结构现实了优秀的光学性质。与蓝宝石上生长的传统c面GaN相比IQE提高了7倍。而变功率PL结果显示，a面的多量子阱结构可以摆脱QCSE的影响。