美國加州大學研究人員首次展示小于10微米的InGaN基紅色microLED

　　最近，美國加州大學圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究人員首次展示了尺寸小于10微米的InGaN基紅色microLED。他們的工作包括測量晶圓上外量子效率(EQE)，該值為0.2%?！　?/p>

　　UCSB的團隊已經(jīng)生產(chǎn)出了黃色和紅色的InGaN LED

　　該團隊對micro LED的微型化有助于開發(fā)基于這些器件以及綠色和藍色表親的顯示器。與現(xiàn)有技術相比，由大量微型LED形成的屏幕有望提供更大的對比度，更高的亮度和更快的響應時間。

　　在UCSB報告之前，Soitec率先縮小了基于InGaN的紅色microLED，并在2020年推出尺寸為50微米的器件。UCSB團隊發(fā)言人Shubhra Pasayat指出，Soitec沒有給出EQE。

　　Pasayat認為，UCSB團隊設定的新基準是一個重要的里程碑。"為了實現(xiàn)可行的商業(yè)化，10微米以下的microLED是非常必要的。"

　　Pasayat認為，除了這種小尺寸，microLED還需要具有至少2%至5%的EQE才能在顯示器中使用。UCSB團隊距離這一目標還差得很遠，工作也處于起步階段，但是預期會有實質性的改進。

　　西海岸團隊正在尋求基于InGaN的紅色microLED，而不是那些由AlGaInP和相關合金制成的microLED，因為后者所在的材料系列容易受到與尺寸相關的效率降低，這與高表面復合速度和較長的載流子擴散長度有關。除了這個只能通過側壁鈍化部分解決的問題外，由于AlGInP型microLED的載流子在較小的勢壘高度上泄漏，因此隨著溫度升高，效率會下降。到目前為止，該類器件的最佳結果是20微米的尺寸。沒有給出EQE。

　　UCSB的成功取決于多孔GaN偽襯底上器件的生長。這種基礎具有順應性，可減少在基于InGaN的器件中發(fā)出紅光的富銦有源區(qū)中的應變。

　　Micro LED的制造始于通過在MOCVD腔室中加載藍寶石襯底，并沉積2微米厚的無摻雜的GaN層，然后是800納米厚的硅摻雜GaN層和100納米厚的無摻雜蓋帽層。在蝕刻800納米厚的GaN層之前，干法蝕刻給出了11微米 x 11微米的圖案。

　　由此產(chǎn)生的多孔GaN偽襯底為LED結構提供了一個復合基礎，該結構具有三周期量子阱3納米厚In0.26Ga0.74N/11 納米厚的GaN+1.5 納米厚的Al0.45Ga0.55N。電子束蒸發(fā)在p型層上沉積110 納米厚的ITO歐姆觸點形成的，然后RIE給出6 μm x 6 μm的有源區(qū)，Al2O3鈍化，然后制備金屬觸點。

　　在5 A cm -2驅動器件時，測量顯示在646 納米處有一個峰值。與相同工藝的在藍寶石襯底上器件進行對照，在相同的電流密度下，發(fā)光峰值在590 納米處。Pasayat及其同事將發(fā)射波長的顯著差異歸因于在多孔GaN偽基底上生長的量子阱中更有效地加入銦。

　　在10 A cm-2的驅動下，MicroLED的EQE峰值為0.202%。封裝應將這個數(shù)字提高到0.6%以上。將電流提高到100 A cm-2，光輸出達到76 nW，相當于2.1 W mm-2，這個輸出功率密度剛剛超過了最好的AlGaInP MicroLED，后者的尺寸為20微米。

　　團隊的下一個目標是提高器件的EQE?！拔覀冇媱澑纳撇牧腺|量以及制備工藝” Pasayat說。