SNOM對(duì)GaN基發(fā)光芯片的高空間分辨光學(xué)表征

近日，“2023功率與光電半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)及集成應(yīng)用論壇”于西安召開。論壇由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）指導(dǎo)，西安交通大學(xué)、極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)（www.casmita.com）、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主辦，西安電子科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟人才發(fā)展委員會(huì)、全國(guó)半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)教融合（東莞）職業(yè)教育集團(tuán)聯(lián)合組織、西安和其光電股份有限公司等單位協(xié)辦。

期間，“平行論壇2：光電子器件及應(yīng)用”上，西安交通大學(xué)研究員李虞鋒帶來(lái)了“SNOM對(duì)GaN基發(fā)光芯片的高空間分辨光學(xué)表征”的主題報(bào)告，近場(chǎng)光學(xué)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的衍射極限，可以實(shí)現(xiàn)超分辨率顯微觀測(cè)。報(bào)告分享了SNOM技術(shù)原理、技術(shù)特點(diǎn)與研究思路，空氣腔陣列圖案化藍(lán)寶石基板生長(zhǎng)量子阱，半極性 (20-21)藍(lán)色和綠色量子阱，金屬等離子體增強(qiáng)型量子阱等研究進(jìn)展。

報(bào)告指出，利用SNOM探究了空氣腔陣列結(jié)構(gòu)LED空間分辨的發(fā)光特性，研究發(fā)現(xiàn)空氣腔結(jié)構(gòu)改善了外延的晶體質(zhì)量、應(yīng)力以及光提取效率，從而導(dǎo)致空氣腔區(qū)域的IQE和EQE提高；空氣腔區(qū)域晶體質(zhì)量的改善提高了有效載流子濃度，導(dǎo)致大功率下空氣腔區(qū)域中與俄歇復(fù)合相關(guān)的非輻射復(fù)合增加，droop加劇；利用SNOM探究了（20-21）半極性雙波長(zhǎng)LED的發(fā)光特性，研究發(fā)現(xiàn)TDs、SFs和幾乎無(wú)缺陷區(qū)域的周期性交替分布導(dǎo)致PL強(qiáng)度和應(yīng)力呈現(xiàn)周期性波動(dòng)。

其中，幾乎無(wú)缺陷的區(qū)域B，PL強(qiáng)度最高，應(yīng)力最大，表現(xiàn)出最強(qiáng)的QCSE；綠光的峰值波長(zhǎng)主要受In組分而不是QCSE的影響，而藍(lán)光的峰值波長(zhǎng)主要由應(yīng)力導(dǎo)致的QCSE決定；綠光的半峰寬受缺陷的影響更為顯著，而藍(lán)光的半峰寬受QCSE的影響更為明顯。利用SNOM探究了LSP耦合增強(qiáng)雙波長(zhǎng)藍(lán)光QWs的微觀特性，研究發(fā)現(xiàn)：觀察到LSP耦合效應(yīng)隨耦合距離和激發(fā)功率變化逐漸演變的過(guò)程；隨耦合距離減小，效率droop加重，說(shuō)明當(dāng)QWs自身的輻射復(fù)合較強(qiáng)時(shí)，LSP對(duì)效率droop產(chǎn)生的是負(fù)面影響。

審核編輯：劉清