ไมโครเอลดี (Micro-LED) ที่ใช้ GaN ที่รองรับตัวเอง

ไมโครเอลดี (Micro-LED) ที่ใช้ GaN ที่รองรับตัวเอง

นักวิจัยชาวจีนได้ค้นคว้าข้อดีของการใช้ไนทรีดกัลเลียม (GaN) ที่ยืนอิสระ (FS) เป็นพื้นฐานสําหรับไดโอเดสปล่อยแสงขนาดเล็ก (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 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, ทําให้มันเหมาะสมสําหรับจอจอขนาดเล็กที่พัฒนาขึ้นที่ใช้ในความเป็นจริงเพิ่มเติม (AR) และอุปกรณ์ความเป็นจริงเสมือนจริง (VR) ในกรณีเหล่านี้ค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าของ GaN ที่ยืนลําพัง สามารถชดเชยได้ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพ.

นักวิจัยเชื่อมโยงกับมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน สถาบันนาโนเทคโนโลยีและนาโนไบออนิกส์ซูโจว สถาบันวิจัยเชิงนํารุ่นที่สามจางซูมหาวิทยาลัยนานจิง, มหาวิทยาลัยซูชู และ บริษัท ซูโจว นาโนไลท์ เทคโนโลยี จํากัดทีมงานวิจัยเชื่อว่า เทคโนโลยีไมโคร LED นี้มีความหวังสําหรับจอที่มีความหนาแน่นของพิกเซลสูงมาก (PPI) ในแบบ LED ต่ําไมโครนหรือนาโนเมตร.

นักวิจัยเปรียบเทียบผลงานของไมโคร LED ที่ผลิตบนแบบ GaN ที่ยืนอิสระกับแบบ GaN / sapphire

โครงสร้าง Epitaxial ของ Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) ประกอบด้วยชั้นขนส่ง AlGaN แบบ n 100 nm (CSL) และชั้นสัมผัส n-GaN 2 μmแผ่นเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูงที่มีสารซิลานต่ํา 100 nm โดยไม่ตั้งใจ (u-) GaN, 20x (2.5 nm/2.5 nm) In0.05Ga0.95/GaN ผิวคลายความเครียด (SRL), 6x (2.5 nm/10 nm) สีฟ้า InGaN/GaN หลากหลายหลุมควอนตัม, 8x (1.5 nm/1.5 nm) p-AlGaN/GaN ผิวปิดอิเล็กตรอน (EBL),ผนังฉีดหลุม p-GaN 80 nm, และชั้นสัมผัส p+-GaN ที่ปรับปรุงหนัก 2 nm

วัสดุเหล่านี้ถูกผลิตเป็น LED ขนาด 10 μm โดยมี Indium Tin Oxide (ITO) สัมผัสโปร่งและซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) ปาสิฟิชั่นผนังข้าง

ชิปที่ผลิตขึ้นบนรูปแบบ GaN / sapphire heteroepitaxial แสดงให้เห็นความแตกต่างในการทํางานที่สําคัญความเข้มข้นและความยาวคลื่นสูงสุดแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับตําแหน่งภายในชิปณ ความหนาแน่นของกระแส 10 A / cm2 ชิปหนึ่งบน sapphire แสดงความยาวคลื่นการสลับของ 6.8 nm ระหว่างศูนย์กลางและขอบความเข้มข้นของชิปหนึ่งคือเพียง 76% ของชิปอื่น.

ในทางตรงกันข้าม ชิปที่ผลิตบน GaN ที่ยืนอิสระแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างความยาวคลื่นที่ลดลง 2.6 nm และผลงานความเข้มข้นระหว่างชิปที่แตกต่างกันคงที่มากขึ้นนักวิจัยอ้างถึงการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นแบบเดียวกัน กับภาวะความเครียดที่แตกต่างกันในโฮโมเอปิตาซิยาลและเฮเตโรเอปิตาซิยาล: ภาพสเปคโทรสโกปีราแมนแสดงความเครียดเหลือของ 0.023 GPa และ 0.535 GPa ตามลําดับ

คาโทโดลูมิเนสเซนส์แสดงความหนาแน่นของความหลุดที่ประมาณ 108/cm2 สําหรับแผ่นไฮเตโรเอปิตาเซียล และประมาณ 105/cm2 สําหรับแผ่นโฮโมเอปิตาเซียล ทีมวิจัยอธิบายว่า"ความหนาแน่นของการหลุดที่ต่ํากว่าสามารถลดเส้นทางการรั่วไหลและปรับปรุงประสิทธิภาพการปล่อยแสง."

แม้ว่ากระแสรั่วกลับของ LEDs homoepitaxial จะลดลงเมื่อเทียบกับชิป heteroepitaxial การตอบสนองกระแสภายใต้การเสี่ยงไปข้างหน้ายังต่ํากว่า.ชิปบน GaN ที่ยืนอิสระแสดงประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกที่สูงกว่า (EQE)โดยการเปรียบเทียบการทํางานของแสงสว่างที่ 10K และ 300K (อุณหภูมิห้อง)ประสิทธิภาพคอนตัมภายใน (IQE) ของชิปสองประเภทคาดว่า 73.2% และ 60.8% ตามลําดับ

จากงานจําลอง นักวิจัยได้ออกแบบและนําไปใช้โครงสร้าง Epitaxial ที่ดีที่สุดบน GaN ที่ยืนอิสระการปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกและการทํางานของความดันของจอจอขนาดเล็กที่ความหนาแน่นของกระแสกระแสที่ต่ํากว่า (รูป 2)โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, homoepitaxy สะดวกรัดแดนบางและแอนเตอร์เฟซที่คมในขณะที่โครงสร้างเดียวกันที่ได้รับใน heteroepitaxy แสดงโปรไฟล์ที่ไม่ชัดเจนกว่า ภายใต้การตรวจสอบกล้องจุลินทรีย์อิเล็กตรอนการส่ง.

ป้องกันบางกว่าในระดับหนึ่งจําลองการสร้างรูปร่าง V รูปทรงรอบ dislocations ใน LEDs heteroepitaxial รูปทรง V ได้พบว่ามีผลประโยชน์ในการทํางานเช่น การปรับปรุงการฉีดรูเข้าไปในภูมิภาคการปล่อยส่วนหนึ่งเนื่องจากการลดความหนาของอุปกรณ์กั้นในโครงสร้างหลุมควอนตัมหลายรอบหลุมทรง V

ณ ความหนาแน่นของกระแสฉีด 10 A / cm2, ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของ LED homoepitaxial เพิ่มขึ้นจาก 7.9% เป็น 14.8%. ความตึงเครียดที่จําเป็นในการขับเคลื่อนกระแสของ 10 μA ลดลงจาก 2.78 V ถึง 2.55 วอลต์

แนะนําสินค้า

III - Nitride 2 INCH Free Standing GaN Wafer สําหรับเครื่องแสดงพลังงานการฉายเลเซอร์

1. III-ไนตริด ((GaN,AlN,InN)

กัลเลียมไนไตรได เป็นชนิดหนึ่งของสารประกอบครึ่งประสาทช่องกว้าง สับสราตของกัลเลียมไนไตรได (GaN)

สารสับสราตแบบคริสตัลเดียวที่มีคุณภาพสูง ผลิตด้วยวิธีการ HVPE และเทคโนโลยีการแปรรูปแผ่นสับสราตแบบเดิม ซึ่งถูกพัฒนาในประเทศจีนมานานกว่า 10 ปีลักษณะของกระจกเป็นระดับสูงสารสับสราต GaN ใช้ในหลายประเภทการใช้งาน สําหรับ LED ขาวและ LD ((สีม่วง, สีฟ้าและสีเขียว)การพัฒนาได้ก้าวหน้าสําหรับพลังงานและความถี่สูงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.