現在、InGaNベースの赤色LEDの低い発光効率は、窒化物RGBフルカラーMicro-LED表示技術の発展と応用を制約しています。InGaNベースの赤色LED量子井戸有効領域のキャリア制限能力と結晶品質を向上させることは、その発光効率を高める重要な手段です。本研究では、p-AlGaN電子遮断層（EBL）を持たないn-In_0.1Ga_0.9N/GaN超格子電子減速層（EDL）を有する窒化物極性InGaNベースの赤色LEDデバイス構造を提案しました。数値シミュレーションの結果、超格子EDLが電子の熱速度を大幅に低減し、量子井戸の電子捕獲効率を向上させることが示されました。また、本デバイス構造は、正孔注入障壁を低減して量子井戸正孔捕獲効率を向上させる一方で、高い電子遮断障壁を維持し、量子井戸内の電子のはみ出しを効果的に抑制できます。p-AlGaN EBLを有する窒化物極性InGaNベース赤色LEDの参照デバイスと比較して、本デバイスのピーク内部量子効率および光出力はそれぞれ16%および32%増加しました。重要なのは、本研究で提案した赤色LED構造はp-AlGaN EBLを持たないため、p-AlGaN EBLの高成長温度による量子井戸結晶品質の劣化問題を回避でき、高い発光効率のInGaNベース赤色Micro-LEDの製造促進に寄与することです。

InGaN;赤色LED;窒化物極性;電子減速層