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半导体所在深紫外发光二极管的p-AlGaN欧姆接触制备方面取得进展

发布时间:2025年04月15日来源:半导体所

AlGaN基深紫外发光二极管(DUV-LED)具有节能、环保、长寿命、精准波长和利于集成等优势,在杀菌消毒、紫外光疗、水净化和光电探测等领域有广泛的应用前景。由于AlGaN禁带宽度较宽、p型掺杂能级较深、空穴浓度低,随Al组分的增加,p-AlGaN欧姆接触制备难度明显增大。而常规的p-GaN接触层对于紫外波段光吸收强烈,严重影响AlGaN基DUV-LED的外量子效率(EQE)。

针对上述问题,广东省科学院半导体研究所研究团队采用Ni/Ag/Ni电极与DUV-LED外延结构上的p-Al0.28Ga0.72N接触层形成欧姆接触,深入研究了其接触行为并应用到器件制备中。研究者通过调整电极结构及退火条件,将该电极接触的比接触电阻率降低至1.36×10-3Ω·cm2,比常规Ni/Au电极低2个数量级。研究显示:Ga空位以及三元氧化物AgNiO2的形成可能有助于降低接触电阻;在实现与p-Al0.28Ga0.72N的欧姆接触时,Ag的存在比NiOx的形成起着更关键的作用;采用Ni/Ag/Ni作为p接触电极的DUV-LED,在电流密度4.7 A /cm2时的EQE约为8.30%。该工作为推进DUV-LED的研究和应用提供了一条有效途径。

相关研究成果发表于光学领域知名学术期刊Optics Express,广东省科学院半导体所为论文的第一作者单位。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、省基础与应用基础研究基金、省自然科学基金、省科学院科学科技创新等项目的资助。

论文连接:

图  p-Al0.28Ga0.72N深紫外LED外延层上五种接触电极的I-V特性曲线

(图中小插图为ITO、Pd/Ni和Ni接触电极的I-V特性

广东省科学院半导体研究所在深紫外LED领域具有扎实的研究积累。近年来,团队创新性地提出平面复眼透镜结构、微环形结构等光学设计方案,持续为提升DUV-LED的光提取效率提供新思路。

(供稿:微纳加工平台)