InGaN/GaN çoklu kuantum kuyulu ışık saçan diyotlar

Abstract

Bu çalışmada, fotolüminesans, elektrolüminesans, akım-voltaj ve x-ışını kırınımı teknikleri kullanılarak (0001)-doğrutuda safir alt tabaka üzerine MOCVD tekniği ile büyütülen görünür/mor ötesi bölgelerde ışık yayan InGaN/GaN çoklu kuantum kuyulu diyotlar incelenmiştir. İncelenen numunelerin aktif bölgelerinin büyütme sıcalıkları 650-735 0C aralığında olan altı adet numune tasarlandı. Diğer büyütme şartları mümkün olduğu kadar sabit tutulmaya çalışıldı. Daha sonra bu numunelerin sıcaklığa bağlı fotolüminesans ölçümleri alındı. Numulerin fotolüminesans spektrumlarında gözlenen InGaN/GaN çoklu kuantum kuyusuna ait ana geçişin pik enerjisinin, şiddetinin ve çizği genişliklerinin örgü sıcaklığına bağlı değişimleri temel modellerle desteklenerek incelendi. Dolayısla, InGaN/GaN aktif tabakanın büyütme sıcaklığının ve dolayısıyla indiyum alaşım oranının bu parametreler üzerindeki etkisi araştırılmış oldu. Elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Çalışmanın ikinci kısmında fabrikasyonu yapılan iki LED örneğimizin oda sıcaklığında sürekli modda sürücü akımına bağlı elektroluminesans spektrumları ile birlikte bunlardan birinden tel bağlantıları alınarak örgü sıcaklığına bağlı akım-voltaj ve elektroluminesans özellikleri detaylı olarak incelendi.

In this work, InGaN/GaN Multi Quantum Well based blue/UV LEDs have been investigated. The samples were grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) on sapphire substrate and then characterized by High Resolution X-Ray Diffraction (HRXRD), Photoluminescence (PL) and Electroluminescence (EL) and current vs voltage (I-V) methods. For this investigation six samples whose growth tempureture range of active region is varied between 650-735 0C were designed. Other growth parameters were almost kept constant. To investigate the emission mechanisms of InGaN/GaN MQW structures, the tempureture dependence of PL measurments was carried out between 10 and 300K. The tempureture dependence of PL peak energy, peak intensity and FWHM were analysed. Since the growth tempureture affects In content of active layer this study provide us to investigate these parameteres as a function of growth temperature hence the In content. Second part of this work, electroluminescence measurements on two samples carried out continuous mode operation. Electroluminesans properties of the wire-bonded sample were investigated in detail at the temperture range of 20-300K.