Studie zur Verbesserung der Reflexion von nanoporösen DBRs auf AlGaN-Basis und deren Mechanismen

SU Dongliang ,  

GUO Yanan ,  

WANG Chong ,  

LI Shuaifei ,  

LIU Naixin ,  

WANG Junxi ,  

LI Jinmin ,  

YAN Jianchang ,  

摘要

Hochreflektierende, nanoporöse, auf AlGaN basierende verteilte Bragg-Reflektoren (DBR) sind ideale Kandidaten zum Aufbau hochwertiger Resonatoren für Ultraviolett-Resonanz-LEDs (RCLED) und vertikal abstrahlende Resonatorlaser (VCSEL). In dieser Arbeit wurde mit der metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung eine 20,5-Zyklen-Struktur aus n/n⁺-Al₀,₆Ga₀,₄N-Schichten auf einer c-Fläche eines Saphir-Substrats hergestellt. Systematisch wurde die Si-Dotierungsstrategie der n⁺-Al₀,₆Ga₀,₄N-Schichten sowie die Auswirkung der elektrochemischen Ätzspannung auf die Morphologie und das Reflexionsspektrum des nanoporösen DBR untersucht. Im Vergleich zu traditionellen festen Dotierungsschemata kann eine graduelle Erhöhung der Si-Konzentration die Unterschiede in den elektrochemischen Ätzraten der n⁺-Al₀,₆Ga₀,₄N-Schichten mildern, die Konsistenz des Durchmessers und der Porosität der Nanokanäle erheblich verbessern und somit die Reflexion des nanoporösen DBRs erhöhen. Bei einer optimierten elektrochemischen Ätzspannung von 33 V erreicht die Reflexion des Al₀,₆Ga₀,₄N-basierten nanoporösen DBRs bei der Zielwellenlänge von 310 nm 93,7 %, mit einer Sperrbandbreite von 36 nm; die Photolumineszenzintensität der Mehrfachquantentöpfe stieg um 110 %. Diese Ergebnisse liefern wichtige Referenzen für die Realisierung von elektrisch injizierten RCLED- und VCSEL-Bauelementen im Ultraviolettbereich.

关键词

AlGaN-basierter DBR; elektrochemisches Ätzen; Gradienten-Dotierung; Porosität; Reflexionsspektrum; Sperrbandbreite

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