GaN nanowire based LED study of temperature profile and lift off

Toward higher power and efficiency GaN LED thermal management of the structure need to be considered to overcame the quantum efficiency droop related to the relatively high junction temperature during operation. Moreover, new smart solutions need to be investigated to make GaN based LED more competitive over lighting market. To derive junction temperature profile during operations E2H Raman active peak dependence on temperature have been exploited trough temperature and bias dependent Raman on NW LED on Ti/Mo, NW LED on Ti/Si, NW LED on Si(111) and MQW LED on sapphire. NW membrane was lifted from MoS2(Mo2N)/Mo substrate trough XeF2 selective dry etching of MoS2(Mo2N) sacrificial layer. Temperature profiles suggest NW grown on metal benefit nitridation of the substrate, forming a metallic TiN layer, during NW growth while NW grown on Si(111) present formation SiN which hinders thermal flow. NW membrane lift off has been characterized by PL and micro-Raman to confirm the effective transfer of NW from the substrate.

Verso dispositivi LED, che sfruttano GaN, più efficienti e ad alta potenza l’ottimizzazione termica della struttura deve essere presa in seria considerazione per superare la perdita di efficienza dovuta all’alta temperatura di giunzione durante il funzionamento. Inoltre, nuove brillanti soluzioni devono essere esplorate per rendere più competitivi i LED che sfruttano GaN sul mercato. Per derivare la temperatura di giunzione durante il funzionamento, la dipendenza dalla temperatura del picco Raman E2H è stato sfruttato attraverso esperimenti di spettroscopia Raman dipendenti dalla temperatura e dalla corrente iniettata nel dispositivo. I dispositivi testati sono NW LED su Ti/Mo, NW LED su Ti/Si, NW LED su Si(111) e MQW LED su sapphire. Inoltre, una membrana di GaN NW è stata separata dalla base di crescita epitassiale MoS2(Mo2N)/Mo attraverso l’etching selettivo di MoS2(Mo2N) mediante XeF2. I profili di temperatura suggeriscono che i NW cresciuti su metallo beneficiano della nitridizzazione della base, formando uno strato di TiN, mentre quelli cresciuti su Si(111) presentano la formazione di SiN che ostacola la conduzione del calore. La membrana di NW è stata caratterizzata con PL e micro-Raman per confermare l’effettivo trasferimento dei NW dalla base di crescita.