Degradation in AlGaInN lasers

Abstract

Degradation experiments for AlGaInN-based laser diodes were conducted for the purpose of constructing a possible model of the degradation mechanism. Lasers in this experiment were aged under 30 mW continuous-wave operation at 60 °C, and the lifetime was defined as the time at which the operating current increased by 20%. The lifetime was found to be dependent on the dislocation density of the basal ELOGaN layer, with the degradation rate being almost proportional to the square root of aging time. A model of degradation in which degradation is governed by a diffusion process is proposed based on these results. Although the model describes the experimental findings well, further investigation is considered necessary before the degradation mechanism in AlGaInN lasers can be fully understood.

Transmission electron microscopy of GaN layers grown by ELO and micro – ELO techniques

“…These GaN layers are of sufficient quality for most of the applications, despite the high dislocation density (10 9 -10 10 cm -2 ). However, more sophisticated devices, like a laser diode, require reduced dislocation density (~10 6 cm -2 ) [2] for the long time operation. Concerning the growth techniques MOCVD (Metalorganic Chemical Vapour Deposition) is used widely (also in our experiments), while HVPE (Hydride Vapour Phase Epitaxy) is used, when very thick layers are grown and MBE (Molecular Beam Epitaxy) is also used for the growth of thin layers frequently.…”

Study of mechanisms responsible for the efficiency degradation of the III-nitrides light emitting diodes

“…Однако усиление генерации точечных дефектов ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ, ОТВЕТСТВЕННЫХ ЗА ДЕГРАДАЦИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ... Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2015, Том 15, № 1 48 должно было бы приводить на финальной стадии, также как в светодиодах на основе традиционных А3В5 материалов, к скольжению, переползанию и мультипликации дислокаций с образованием дислока-ционной сетки в активной области светодиодов. Эти процессы не наблюдаются в светодиодах на основе нитридов третьей группы [10]. Более того, наблюдается влияние токов утечки, шунтирующих p-n-переход, на распределение электролюминесценции по площади светодиода [6] и появление локальных областей перегрева на финальной стадии деградации [11,12], а также миграция галлия и индия вдоль дислокаций [11] с выделением металлической фазы на поверхности [12].…”

“…Более того, наблюдается влияние токов утечки, шунтирующих p-n-переход, на распределение электролюминесценции по площади светодиода [6] и появление локальных областей перегрева на финальной стадии деградации [11,12], а также миграция галлия и индия вдоль дислокаций [11] с выделением металлической фазы на поверхности [12]. В связи с этим был сделан вы-вод о диффузии точечных дефектов и примесей вдоль прорастающих дислокаций в активной области светодиодной структуры [10]. В недавнем обзоре [1] отмечалось, что единого общепринятого механизма (или сочетания нескольких механизмов), способного описать наблюдаемые особенности развития дегра-дации ВКЭ светодиодов при старении и катастрофический выход из строя светодиодов, на сегодняшний день не предложено.…”

Fabrication of light emitting diodes transferred onto different substrates by GaN substrate separation technique

“…Meanwhile, freestanding GaN substrates have recently been commercialized and used to improve performances of light-emitting devices and high-power devices [7][8][9][10] due to those high crystalline quality compared to the case using sapphire substrates. In this paper, we reports the transfer of GaN thin films epitaxially grown on low dislocation density GaN substrates onto different substrates by using a LLO technique with a green laser and a absorptionenhanced layer as a sacrificial layer.…”