Epi-Plus epi structure

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1 Epi-Plus epi structure
< AS NORMAL LED > < TS LED > p-A70 (0.3µm) < 1.0E18 > MQW (GaInP/A50) ( 20Pair 0.7um ) undoped n-GaAs Buffer ( 0.2um ) < -1.0E18 > GaAs substrate 350um Ramp down to A30 (230Å) p-AlInP 0.7µm < 1.0E18 > u-AlInP 500A < 1.0E18 > TSBR (300Å) DBR ( 1.2um ) AlAs/Al0.Ga0.5As x 16 < -1.0E18 > p++GaP 1um < 4.0E18 > p-GaP 8µm < 2.0E18 > n-A70 0.5µm < -8.0E17 > n-A50 0.5µm < -8.0E17 > p-A70 (0.3µm) < 1.0E18 > MQW (GaInP/A50) ( 12Pair 0.7um ) undoped n-GaAs Buffer ( 0.2um ) < -1.0E18 > GaAs substrate 350um Ramp down to A30 (230Å) p-AlInP 0.7µm < 1.0E18 > u-AlInP 500A < 1.0E18 > TSBR (300Å) p++GaP 1um < 4.0E18 > p-GaP 8µm < 2.0E18 > n-A µm < -8.0E17 > n-A30 2.5µm < -8.0E17 >

2 Transmittance optimizing (AS normal LED epi의 값으로 simulation)
Is=saturation optical power A=Cross-sectional area ,V/l • 미분해서 0이 되는 T의 값으로부터 구한 power가 최대가 되는 transmittance 가 된다.

3 • Medium loss (각 층별 loss를 더한 값) • 반사막에 의한 loss GaInP MQW에서 나타나는 Gain coefficient 앞의 계수는 1을 가정. ∴ MQW에서 gain coefficient와 각 layer의 absorption coefficient를 조사하면 최적화된 T를 구할 수 있음.

4 Absorption Coefficient at hν=2.0ev(μm-1)
Epi-plus Epi의 각 Layer 두께와 Absorption Coefficient Material Length(μm) Absorption Coefficient at hν=2.0ev(μm-1) Layer1 p++ -Gap 1 ≒0 Layer2 p-Gap 8(4) Layer3 TSBR 0.0003 Layer4 Ramp down to A30 Layer5 p-A70 0.3 Layer6 p-AlInP 0.7 Layer7 u-AlInP 0.0005 Layer8 MQW GaInP 0.7(0.35) 3.356 Layer9 n-A70 0.5 Layer10 n-A50

5 Absorption coefficient
AlInP Absorption coefficient 620nm 파장에서 photon energy = 2.0ev GaInP Absorption coefficient 620nm 파장에서 photon energy = 2.0ev

6 Absorption coefficient
GaP Absorption coefficient photon energy = 2.0ev • GaInp의 Absorption coefficient 계산 α(E) = 5.5 (E − Eg) +1.5 (E − Eg − 0.1) E=2.0ev , α=3.356μm-1 참조 - Passivation of Interfaces in High-Efficiency Photovoltaic Devices May 1999 • NREL/CP S.R. Kurtz, J.M. Olson, D.J. Friedman, J.F. Geisz, and A.E. Kibbler)

7 Simulation results • 각 층의 조사된 Parameter들을 이용하여 MATLAB으로 시뮬레이션 실시.
• 현재 보유한 epi의 구조 (Layer2 8μm, Layer8 MQW 0.7μm)와 주문할 wafer의 epi구조 (Layer2 4μm, Layer8 MQW 0.35μm)의 2가지 경우에 대하여 시뮬레이션 하였습니다. • p-A70, n-A70과 같은 경우 AlInP의 구조로 생각되어 이의 parameter를 사용하였습니다. • 소자의 아래쪽 반사막의 반사도는 100%를 가정하였습니다.

8 Layer2 8μm, Layer8 MQW 0.7μm Simulation
• Epi의 총 loss • GaInP MQW에서 (QW width)

9 그래프 상의 최대값에 해당하는 x축의 Topt = 0.0440 (4.4%)

10 Layer2 4μm, Layer8 MQW 0.35μm Simulation
• Epi의 총 loss • GaInP MQW에서 (QW width, 너비는 앞의 epi와 같고 pair의 개수가 줄어듬.)

11 그래프 상의 최대값에 해당하는 x축의 Topt = 0.0276 (2.76%)