Micro-LED dựa trên GaN tự hỗ trợ

Micro-LED dựa trên GaN tự hỗ trợ

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã khám phá những lợi ích của việc sử dụng gallium nitride (GaN) tự đứng (FS) như một chất nền cho các diode phát sáng vi mô (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463Cụ thể, the team developed an optimized indium gallium nitride (InGaN) multiple quantum well (MQW) structure that performs better at lower injection current densities (around 10 A/cm²) and lower driving voltages, làm cho nó phù hợp với các màn hình vi mô tiên tiến được sử dụng trong các thiết bị thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR).chi phí cao hơn của GaN tự đứng có thể được bù đắp bằng cách cải thiện hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu có liên kết với Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Viện Công nghệ Nano và Nano-Bionics Suzhou, Viện Nghiên cứu Giang Tsu về Máy bán dẫn thế hệ thứ ba,Đại học Nam Kinh, Đại học Soochow, và Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.Nhóm nghiên cứu tin rằng công nghệ micro-LED này hứa hẹn cho màn hình có mật độ pixel cực cao (PPI) trong cấu hình submicron hoặc nanometer LED.

Các nhà nghiên cứu đã so sánh hiệu suất của các đèn LED vi mô được chế tạo trên các mẫu GaN tự đứng và các mẫu GaN / sapphire.

Cấu trúc biểu trục của sự lắng đọng hơi kim loại hữu cơ kim loại kim loại (MOCVD) bao gồm lớp lan rộng mang AlGaN loại n 100 nm (CSL), lớp tiếp xúc n-GaN 2 μm,một lớp di động điện tử cao với silane thấp được doped (u-) GaN không cố ý 100 nm, một lớp giảm căng 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0.05Ga0.95/GaN (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) các hố lượng tử đa InGaN/GaN màu xanh, 8x (1,5 nm/1,5 nm) p-AlGaN/GaN lớp chặn electron (EBL),một lớp tiêm lỗ p-GaN 80 nm, và một lớp tiếp xúc p + - GaN 2 nm được doped mạnh.

Các vật liệu này được làm thành đèn LED đường kính 10 μm với các tiếp xúc trong suốt bằng oxit thiếc indium (ITO) và thụ động silicon dioxide (SiO2).

Các con chip được chế tạo trên mẫu GaN / sapphire heteroepitaxial cho thấy sự khác biệt hiệu suất đáng kể.cường độ và độ dài sóng đỉnh thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào vị trí trong chipVới mật độ hiện tại là 10 A / cm2, một con chip trên sapphire cho thấy một sự thay đổi bước sóng 6,8 nm giữa trung tâm và cạnh.cường độ của một chip chỉ là 76% của các chip khác.

Ngược lại, các chip được sản xuất trên GaN tự đứng cho thấy sự thay đổi bước sóng giảm 2,6 nm, và hiệu suất cường độ giữa các chip khác nhau là nhất quán hơn nhiều.Các nhà nghiên cứu cho rằng sự thay đổi đồng nhất chiều sóng là do các trạng thái căng thẳng khác nhau trong các cấu trúc homoepitaxial và heteroepitaxial: Xét phổ Raman cho thấy căng thẳng còn lại lần lượt là 0,023 GPa và 0,535 GPa.

Cathodoluminescence cho thấy mật độ lật khoảng 108/cm2 cho miếng vỏ heteroepitaxial và khoảng 105/cm2 cho miếng vỏ homoepitaxial."Độ mật độ biến dạng thấp hơn có thể giảm thiểu đường dẫn rò rỉ và cải thiện hiệu quả phát xạ ánh sáng. "

Mặc dù dòng chảy rò rỉ ngược của đèn LED homoepitaxial được giảm so với chip heteroepitaxial, phản ứng hiện tại dưới sự thiên vị về phía trước cũng thấp hơn.chip trên GaN tự đứng đã thể hiện hiệu quả lượng tử bên ngoài cao hơn (EQE): trong một trường hợp, nó là 14%, so với 10% cho các chip trên mẫu sapphire.hiệu suất lượng tử nội bộ (IQE) của hai loại chip được ước tính là 73.2% và 60,8% tương ứng.

Dựa trên công việc mô phỏng, các nhà nghiên cứu đã thiết kế và thực hiện một cấu trúc epitaxial tối ưu trên GaN tự đứng,cải thiện hiệu suất lượng tử bên ngoài và hiệu suất điện áp của màn hình vi mô ở mật độ dòng phun thấp hơn (Hình 2)Đáng chú ý, homoepitaxy đạt được các rào cản mỏng hơn và giao diện sắc nét hơn,Trong khi cấu trúc tương tự đạt được trong heteroepitaxy cho thấy một hồ sơ mờ hơn dưới kiểm tra kính hiển vi điện tử truyền.

Các rào cản mỏng hơn ở một mức độ nào đó mô phỏng sự hình thành của các hố hình chữ V xung quanh sự trật tự.chẳng hạn như cải thiện phun lỗ vào khu vực phát thải, một phần là do sự mỏng của các rào cản trong các cấu trúc giếng đa lượng tử xung quanh các hố hình V.

Ở mật độ dòng phun 10 A/cm2, hiệu suất lượng tử bên ngoài của đèn LED đồng diện tăng từ 7,9% lên 14,8%.78 V đến 2.55 V.

Đề xuất sản phẩm

III - Nitride 2 INCH Free Standing GaN Wafer cho thiết bị hiển thị năng lượng chiếu laser

1. III-Nitride ((GaN,AlN,InN)

Gallium Nitride là một loại chất bán dẫn hợp chất có khoảng cách rộng.

một chất lượng cao single-crystal nền. Nó được thực hiện với phương pháp HVPE ban đầu và công nghệ xử lý wafer, mà đã được phát triển ban đầu trong 10+ năm ở Trung Quốc.Các đặc điểm là tinh thể cao, đồng nhất tốt, và chất lượng bề mặt vượt trội. GaN chất nền được sử dụng cho nhiều loại ứng dụng, cho màu trắng LED và LD ((bông tím, xanh dương và xanh lá cây).phát triển đã tiến triển cho các ứng dụng thiết bị điện tử điện và tần số cao.