THE EFFECT OF GROWTH CONDITIONS ON THE OPTICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF InGaN/GaN MQW LED STRUCTURES GROWN BY MOCVD

Abstract

Five period InGaN/GaN MQW LED wafers were grown by low pressure MOCVD on an AlN buffer layer, which was deposited on a c-plane (0001)-faced sapphire substrate. The effect of growth conditions, such as the well growth time, growth temperatures, and indium flow rate on the properties of MQW structures were investigated by using high resolution X-ray diffraction and room temperature photoluminescence. By increasing growth temperature, the emission wavelengths showed a blue-shift while it red-shifted via an increase in the indium flow rate. The emission wavelength can be tuned by way of changing the well growth time of the samples.

Keywords

• Metalorganic chemical vapor deposition
• InGaN
• Light emitting diode
• Multi quantum well
• High resolution X-ray diffraction
• Photoluminescence

References

1. Y. D. Qi, H. Liang, D. Wang, Z. D. Lu, W. Tang, K. M. Lau, Appl. Phys. Lett. 86, 101903 (2005)
2. K. S. Ramaiah, Y. K. Su, S. J. Chang, C. H. Chen, Solid State Electron. 50, 119 (2006)
3. S. Nakamura, G. Fasol, The Blue Laser Diode, Springer, Berlin, (1997).
4. H. Y. Lee, K. H. Pan, C. C. Lin, Y. C. Chang, F. J. Kao, C. T. Lee, J. Vac. Sci. Technol. B 25(4), 1280 (2007).
5. M. S. Oh, M. K. Kwon, I. K. Park, S. H. Baek, S. J. Park, S. H. Lee, J. J. Jung, J. Cryst. Growth 289, 107 (2006).
6. R. C. Tu, C. J. Tun, J. K. Sheu, W. H. Kuo, T. C. Wang, C. E. Tsai, J. T. Hsu, J. Chi, G. C. Chi, IEEE Electr. Device L. 24, 206 (2003).
7. S. Korcak, M. K. Ozturk, S. Corekci, B. Akaoglu, H. Yu, M. Cakmak, S. Saglam, S. Ozcelik, E. Ozbay, Sur. Sci. 601, 3892 (2007).
8. S. Corekci, M. K. Ozturk, B. Akaoglu, M. Cakmak, S. Ozcelik, E. Ozbay, J. Appl. Phys. 101(1), 23502 (2007).

9. E. Arslan, M. K. Ozturk, A. Teke, S. Ozcelik, E. Ozbay, J. Phys. D. Appl. Phys. 41(1), 55317 (2008).
10. K. Kim, C. S. Kim, J. Y. Lee. J. Phys.: Condens. Mat. 18, 127 (2006).
11. T. Egawa, H. Ohmura, H. Ishikawa, T. Jimbo, Appl. Phys. Lett. 81, 292 (2002).
12. J. Bai, T. Wang, P. J. Parbrook, I. M. Ross, A. G. Cullis, J. Cryst. Growth 289, 63 (2006).
13. H. Yu, M. K. Ozturk, S. Ozcelik, E. Ozbay, J. Cryst. Growth. 293, 273 (2006).
14. T. K. Kim, S. K. Shim, S. S. Yang, J. K. Son, Y. K. Hong, G. M. Yang, Curr. Appl. Phys. 7, 469 (2007).
15. Y. H. Cho, F. Fedler, R. J. Hauenstein, G. H. Park, J. J. Song, S. Keller, U. K. Mishra, S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 85, 3006 (1999).
16. S. Kim, K. Lee, K. Park, C. S. Kim, J. Cryst. Growth 247, 62 (2003).
17. S. Keller, S. F. Chichibu, M. S. Minsky, E. Hu, U. K. Mishra, S. P. DenBaars, J. Cryst. Growth 195, 258 (1998).
18. W. Liu, S. J. Chua, X. H. Zhang, J. Zhang, Appl. Phys. Lett. 83, 914 (2003).
19. Y. Narukawa, Y. Kawakami, M. Funato, S. Fujita, S. Fujita, S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 70, 981 (1997).
20. A. Yildiz, F. Dagdelen, S. Acar, S. B. Lisesivdin, M. Kasap, Y. Aydogdu, M. Bosi, Acta Physica Polonica A 113, 731 (2008).
21. S. Ş. Çetin, M. K. Öztürk, S. Özçelik, E. Özbay, Cryst. Res. Technol., 47 (8), 824 (2012).
22. LEPTOS User Manual (www.bruker-axs.de), Version 2 (2004).
23. R. J. Choi, E. K. Suh, H. J. Lee, Y. B. Hahn, Korean J. Chem. Eng. 22(2), 298 (2005).
24. A. T. Cheng, Y. K. Su, W. C. Lai, J. Cryst. Growth 298, 508 (2007).
25. S. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 69, 4188 (1996).
26. Y. Yu, M. Ryu and P.W. Yu, D. Kim and S. Park, J. the Korean Physical Society, 38(2), 134 (2001).
27. D. Y. Lin, W. L. Chen, W. C. Lin, J. J. Shiu, J. Han, Phys. Stat. Sol. (c) 3(6), 1983 (2006).
28. S. Srinivasan, F. Bertram, A. Bell, F. A. Ponce, S. Tanaka, H. Omiya, Y. Nakagawa, Appl. Phys. Lett. 80, 550 (2002).