2021-12-21 13:42:16, 光电行业都会关注 北京卓立汉光仪器有限公司
什么是第三代半导体?
半导体产业发展至今经历了三个阶段:硅材料,砷化镓材料,再到以氮化镓、碳化硅为代表的宽禁带半导体(Wide bandgap semiconductor)。
第一代半导体材料以硅为代表,引发了集成电路(IC)为核心的微电子领域迅速发展。第二代半导体材料以砷化镓为代表,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管等方面。第三代半导体材料的兴起,则是以氮化镓(GaN)材料p 型掺杂的突破为起点,以高亮度蓝光发光二极管(LED)和蓝光激光器(LD)的研制成功为标志,包括氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石等宽禁带材料。
几种典型的宽禁带半导体材料
第三代半导体有哪些优势?
第三代半导体与前两代半导体最大的区别是禁带宽度更宽,可以跨越从0.7-6.2eV,所以我们又称之为宽禁带半导体材料。其具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点,逐步受到重视。
典型半导体材料特性参数对比
最为典型的三族氮化物目前主要用于发光,通过改变材料的组分,其发射波长可以覆盖从紫外到红外。
三族氮化物中的翘楚——氮化镓,带隙3.4eV,在高功率、高速的光电元件中已有应用,目前商用蓝光GaN芯片已经做到非常成熟,能够做到80%以上的效率。以及紫光(405nm)激光大量应用。
GaN LED芯片的发光原理及
结构示意图
2014年10月7日,赤崎勇、天野浩和中村修二(名字从左到右分别对应)因发明“高效蓝色发光二极管”而获得2014年诺贝尔物理学奖。
第三代半导体的光致发光光谱测量
光致发光光谱定义为当一束光子能量足够高(大于半导体材料的禁带宽度Eg)的激光入射到半导体材料上,会将价带的电子激发到导带,从而在该材料中产生大量的电子空穴对,形成非平衡载流子。这些非平衡载流子随即通过各种散射过程快速弛豫到相应能带的底部,最后发生复合产生荧光。采集该复合发光的光谱即称为光致发光光谱。
PL过程实际上是电子从较高能级向较低能级跃迁的过程中释放出光子,释放出的光子能量由这些高低能级的能量差来决定,其揭示了材料内部能级位置。
PL测量有以下几种表征方式及意义:
1)室温PL测量主要可以分析材料的带边发光以及缺陷发光,以及材料表面的均匀性分析。
2)低温PL主要分析材料的发光特性如施主、受主发光,深能级或浅能级缺陷发光。
3)变温PL可以根据光谱随温度变化趋势来进一步指认发光峰的性质。
4)变功率PL则根据改变注入载流子浓度来分析材料的性质。
5)时间分辨光致发光(TRPL),包含时间分辨发射光谱和荧光寿命衰减曲线两种,用于了解载流子弛豫过程,有时候载流子的空间扩散也会体现在时间分辨光谱中。
已搭建的客户案例
左右滑动查看更多图片
80-300K的变温光谱测量:样品S1为InGaN/GaN多量子阱结构的GaN基LED样品,样品S2为带有简单p-GaN外延层的对照样品
配置261nm、266nm、360nm激光器
AlGaN在261nm,266nm激光器下的发射光谱图
左右滑动查看更多图片
全新设计及一站式解决方案
全新设计及一站式解决方案
以氙灯作为主机激发光源实现发光材料荧光光谱测量,现搭配266nm、325nm等紫外激光器耦合,实现宽禁带半导体的PL测量,发光材料的荧光光谱测量两不误。
单纯激光器激发的PL测试系统,266nm、325nm等紫外激光器可选
显微PL测量系统:解决弱信号、微区光谱、PL mapping、拉曼光谱表征的测量诉求
325nm激光器激发的环形荧光
PL mapping:GaN外延片的缺陷检测
轻松选配件,放心做实验
紫外激光器选件:日本Kimmon厂家的325nm He-Cd激光器,功率35mW,不仅仅是激光器本身,还有优质的激光线纯化滤光片、高通滤光片配套。
变功率PL测量选件:以色列Ophir厂家PD300-UV激光功率计及Vega表头,功率计行业标杆,参与国际激光功率标准制定,先锋科技独家代理。
紫外激光器选件:德国CryLas厂家的266nm固体激光器,同样搭配优质激光线纯化滤光片,高通滤光片配套。
低温变温PL测量选件:英国Oxford厂家3-300K闭环制冷机(配套包含冷头、压缩机、水冷机、分子泵)
04-30
实践校企联合 | 院士团队师生到访兰友科技04-30
欢迎来到聚合物的神奇世界04-29 Nouryon诺力昂
探索国产自主创新 | 国科大杭州高等研究院师生一行到访谱育科技参观学习04-29 点击关注→
中关村论坛之高端仪器创新,天隆智造再获殊荣04-28
天隆产品说丨天隆方案为动物健康保驾护航04-27
世界兽医日 | 与他们共同守护动物健康04-27
政策响应丨奥谱天成显微拉曼光谱仪重磅来袭!所有ATR8300用户免费升级04-26
光谱梦工场|百校仪器焕新行动首站——湖南大学拉曼主题研讨会成功举办!04-26
新征程,新起点|科瑞恩特(北京)科技有限公司迁址公告及五一劳动节放假安排04-26 Create
最新|2024科瑞恩特携手瑞孚迪(原PE)共赴Create生命科学新征程04-26 Create
免费下载 | 新一代测序(NGS)零基础?看这篇就够了!04-26
对话培训班用户 洞察行业需求 | 纽迈如何通过“用户洞察”驱动“产品创新”?04-26 纽迈分析
【文献解读】东华大学:武培怡/孙胜童团队《Nat. Commun.》:自愈型纳米网络弹性材料增韧人工离子皮肤04-26 纽迈分析
东华大学武培怡/刘艳军团队新发现 →树木中反直觉的水传输过程 ...04-26 化学与材料科学
卓悦榜丨艾捷博雅荣膺“年度IVD与生命科学最佳企业”奖项04-26
建设国际一流医疗器械产业链、供应链体系!深圳与通用电气医疗签署战略协议04-26
一“触”即发,pick你中意的那个它!04-26 益世科生物
实验室“老友”记——助力胚胎培养的小能手!04-26
《经济日报》采访兰友科技 产业创新喜迎发展大势04-26