SNOM对GaN基发光芯片的高空间分辨光学表征

近日，“2023功率与光电半导体器件设计及集成应用论坛”于西安召开。论坛由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）指导，西安交通大学、极智半导体产业网（www.casmita.com）、第三代半导体产业主办，西安电子科技大学、中国科学院半导体研究所、第三代半导体产业技术创新战略联盟人才发展委员会、全国半导体应用产教融合（东莞）职业教育集团联合组织、西安和其光电股份有限公司等单位协办。

期间，“平行论坛2：光电子器件及应用”上，西安交通大学研究员李虞锋带来了“SNOM对GaN基发光芯片的高空间分辨光学表征”的主题报告，近场光学技术，克服了传统光学显微镜的衍射极限，可以实现超分辨率显微观测。报告分享了SNOM技术原理、技术特点与研究思路，空气腔阵列图案化蓝宝石基板生长量子阱，半极性 (20-21)蓝色和绿色量子阱，金属等离子体增强型量子阱等研究进展。

报告指出，利用SNOM探究了空气腔阵列结构LED空间分辨的发光特性，研究发现空气腔结构改善了外延的晶体质量、应力以及光提取效率，从而导致空气腔区域的IQE和EQE提高；空气腔区域晶体质量的改善提高了有效载流子浓度，导致大功率下空气腔区域中与俄歇复合相关的非辐射复合增加，droop加剧；利用SNOM探究了（20-21）半极性双波长LED的发光特性，研究发现TDs、SFs和几乎无缺陷区域的周期性交替分布导致PL强度和应力呈现周期性波动。

其中，几乎无缺陷的区域B，PL强度最高，应力最大，表现出最强的QCSE；绿光的峰值波长主要受In组分而不是QCSE的影响，而蓝光的峰值波长主要由应力导致的QCSE决定；绿光的半峰宽受缺陷的影响更为显著，而蓝光的半峰宽受QCSE的影响更为明显。利用SNOM探究了LSP耦合增强双波长蓝光QWs的微观特性，研究发现：观察到LSP耦合效应随耦合距离和激发功率变化逐渐演变的过程；随耦合距离减小，效率droop加重，说明当QWs自身的辐射复合较强时，LSP对效率droop产生的是负面影响。

审核编辑：刘清