據國外媒體compoundsemiconductor日前報道，加利福尼亞大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）的研究人員聲稱(chēng)已首次展示了尺寸小于10μm的基于InGaN的紅色Micro LED。他們的工作包括對晶圓上外部量子效率（EQE）的測量-值為0.2%。

該團隊的微型Micro LED將幫助開(kāi)發(fā)基于這些設備以及綠色和藍色表親的顯示器。與現有技術(shù)相比，由大量微型LED形成的屏幕有望提供更高的對比度，更高的亮度和更快的響應時(shí)間。

在發(fā)布UCSB之前，Soitec率先縮小了基于InGaN的紅色Micro LED的規模，該設備在2020年報告了尺寸為50μm的器件。UCSB團隊發(fā)言人Shubhra Pasayat指出，Soitec沒(méi)有給出EQE的數字。

Pasayat認為UCSB團隊設定的新基準是一個(gè)重要的里程碑：“對于可行的商業(yè)化，10微米以下的Micro LED非常必要。”

Pasayat認為，除了尺寸如此之小之外，Micro LED還需要具有至少2%至5%的EQE才能在顯示器中使用。盡管UCSB團隊距離該目標還很遙遠，但工作尚處于起步階段，可以預期會(huì )有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。

圖像是在5 A cm -2的驅動(dòng)電流下拍攝的。

West-coast團隊正在尋求基于InGaN的紅色MicroLED，而不是由AlGaInP和相關(guān)合金制成的紅色MicroLED，因為后者系列的尺寸依賴(lài)于效率降低，這與高表面重組速度和更長(cháng)的載流子擴散長(cháng)度有關(guān)。除了只能通過(guò)側壁鈍化部分解決的這個(gè)問(wèn)題之外，由于A(yíng)lGInP型MicroLED的載流子在較小的勢壘高度上泄漏，因此隨著(zhù)溫度升高，效率會(huì )下降，從而阻礙了基于A(yíng)lGInP的MicroLED的工作。迄今為止，此類(lèi)設備的最 佳結果是20μm的尺寸。沒(méi)有給出EQE的數字。

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

通過(guò)在MOCVD室中裝入藍寶石襯底并沉積2μm厚的無(wú)意摻雜的GaN層，然后沉積800 nm厚的硅摻雜的GaN層和100 nm厚的無(wú)意摻雜的帽蓋，開(kāi)始制造MicroLED。在刻蝕800納米厚的GaN層之前，干法蝕刻定義了11μmx 11μm的瓷磚圖案。

所得的多孔GaN偽襯底為L(cháng)ED結構提供了柔順的基礎，該結構具有三個(gè)3 nm厚的In 0.26 Ga 0.74 N量子阱，每個(gè)阱均覆蓋有1.5 nm厚的Al 0.45 Ga 0.55 N帽蓋和11 nm厚的GaN障礙。通過(guò)使用電子束蒸發(fā)在p型層上添加110 nm厚的銦錫氧化物歐姆接觸形成MicroLED，然后轉向反應離子蝕刻以定義6μmx 6μm的有源區，并用Al鈍化結構2 O 3，然后添加金屬觸點(diǎn)。

在5 A cm -2下驅動(dòng)器件時(shí)，晶圓上測量顯示在646 nm處有一個(gè)峰值。對于使用相同工藝但在藍寶石上生產(chǎn)的對照，在相同的電流密度下，峰值在590 nm處。Pasayat及其同事將發(fā)射波長(cháng)的顯著(zhù)差異歸因于銦在多孔GaN偽襯底上生長(cháng)的量子阱中更有效地摻入。

在10 A cm -2的驅動(dòng)下，Micro LED的EQE峰值為0.202％。封裝應將這一數字提高到0.6%以上。將電流提高到100 A cm -2，將光輸出提高到76 nW，對應于2.1 W mm -2－該輸出功率密度剛好超過(guò)尺寸為20μm的最 佳AlGaInP Micro LED。

團隊的下一個(gè)目標是提高其設備的EQE。Pasayat表示：“我們正在計劃改善材料質(zhì)量以及制造步驟，”