GaN/InGaN tabanlı LED çip fabrikasyonu ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu tabanlı mavi Işık Saçan Diyot'ların (LED) c-düzlemli safir alttaş üzerinde başarılı bir şekilde fabrikasyonu yapılmış ve karakterize edilmiştir. Mavi dalgaboyu'nda ışık saçan LED çip'lerin üretiminde kullanılan epitaksiyel malzeme, Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) sistemi kullanılarak büyütülmüştür. Fabrikasyon ve karakterizasyon çalışmaları için iki örnek hazırlanmış, LED-A örneğinde p-GaN kontak üzerine Ni/Au tabakası geçirgen ohmik kontak olarak kaplanmış, hemen ardından hızlı ısıl tavlama işlemi yapılarak difüzyon yapması sağlanmıştır. İndiyum Tin Oksit (ITO) malzemesi akım yayma tabakası ve ışığı geçirgen malzeme olarak kaplanmış ve Ni/Au/ITO metallerinin p-GaN yüzeyine olan kontak direnci 2.45∙10-2 ohm·cm2 seviyesinde ölçülmüştür. LED-B örneği ise, çip'in ısınma ve yüksek seri direnç problemine bir çözüm olup olamayacağını anlamak amacıyla ters çip fabrikasyon yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmada ayrıca, LED-A örneğinden farklı olarak Ni/Au p-kontak metalizasyonu üzerine, yansıtıcı katman olarak Ni/Ag kullanılmış, Ni/Au/Ni/Ag metallerinin p-GaN yüzeye olan kontak direnci 3.5∙10-3 ohm·cm2 olarak ölçülmüş ve ışığın arka safir tarafından çıkması sağlanmıştır. LED-A ve LED-B örneklerinin Ti/Al/TiB2/Au metallerinin n-GaN yüzeyine yapılan kontak dirençleri sırasıyla 1.74∙10-6 ve 7.72∙10-7 ohm.cm2 olarak oldukça düşük elde edilmiştir. LED-A ve LED-B örnekleri kıyaslandığında, LED-B örneğinin 350 mA akım altında toplam güç ve dış kuvantum verimi değerleri bakımından %47 ve %49 oranında, LED-A örneğinden daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: InGaN/GaN kuantum kuyulu LED, hızlı ısıl tavlama, yansıtıcı tabaka, akım yayma tabkası, indiyum kalay oksit.