Micro-LED berdasarkan GaN yang mendukung diri sendiri

Micro-LED berdasarkan GaN yang mendukung diri sendiri

Para peneliti Cina telah mengeksplorasi manfaat menggunakan gallium nitride (GaN) yang mendukung diri (FS) sebagai substrat untuk dioda memancarkan cahaya (LED) miniatur [Guobin Wang et al, Optics Express,v32, p31463, 2024]. the team has developed an optimized indium gallium nitride (InGaN) multi-quantum well (MQW) structure that performs better at lower injection current densities (about 10A/cm2) and lower drive voltages for advanced microdisplays used in augmented reality (AR) and virtual reality (VR) devices, di mana biaya yang lebih tinggi dari GaN mandiri dapat dikompensasi oleh peningkatan efisiensi.

Para peneliti berafiliasi dengan Universitas Sains dan Teknologi China, Institut Nanoteknologi dan Nanobionik Suzhou, Institut Penelitian Semikonduktor Generasi Ketiga Jiangsu,Universitas Nanjing, Universitas Soochow, dan Suzhou Navi Technology Co., Ltd.Tim peneliti percaya bahwa micro-LED ini diharapkan digunakan dalam tampilan dengan kepadatan piksel ultra-tinggi (PPI) sub-mikron atau nano-LED konfigurasi.

Para peneliti membandingkan kinerja micro-LED yang diproduksi pada templat GaN yang mendukung diri sendiri dan templat GaN / safir (Gambar 1).

Gambar 1: a) skema epitaxial micro-LED; b) film epitaxial micro-LED; c) struktur chip micro-LED; d) gambar pemotongan silang mikroskop elektron transmisi (TEM).

Struktur epitaxial deposisi uap kimia logam-organik (MOCVD) mencakup lapisan difusi/ekspansi pembawa gallium nitride (n-AlGaN) jenis N 100nm, lapisan kontak n-GaN 2μm,100nm rendah silane doping tidak disengaja (u-) GaN lapisan mobilitas elektron tinggi, 20x(2.5nm/2.5nm) In0.05Ga0.95/GaN lapisan pelepasan ketegangan (SRL), 6x(2.5nm/10nm) biru InGaN/GaN multi-kuantum sumur, 8x(1.5nm/1.5nm) p-AlGaN/GaN lapisan penghalang elektron (EBL),80nm lapisan injeksi lubang P-gan dan 2nm lapisan kontak p + GaN yang sangat didoping.

Bahan-bahan ini dibuat menjadi LED dengan diameter 10 μm dengan kontak transparan indium tin oxide (ITO) dan pasivasi sisi sisi silikon dioksida (SiO2).

Chip yang diproduksi pada template GaN heteroepitaxial/safir menunjukkan perbedaan kinerja yang besar.Intensitas dan panjang gelombang puncak sangat bervariasi tergantung pada posisi dalam chipPada kepadatan arus 10 A/cm2, sebuah chip pada safir menunjukkan pergeseran panjang gelombang 6,8 nm antara pusat dan tepi.satu chip hanya 76% lebih kuat dari yang lain.

Dalam kasus chip yang diproduksi pada GaN yang mendukung diri sendiri, variasi panjang gelombang dikurangi menjadi 2,6nm, dan kinerja intensitas dari dua chip yang berbeda jauh lebih dekat.Para peneliti mengaitkan perubahan keseragaman panjang gelombang dengan keadaan stres yang berbeda dalam struktur homogen dan heterostructures: Spektroskopi Raman menunjukkan bahwa tekanan residu masing-masing 0,023 GPa dan 0,535 GPa.

Katodoluminesensi menunjukkan bahwa kepadatan dislokasi wafer heteroepitaxial adalah sekitar 108/cm2, sedangkan wafer epitaxial homogen adalah sekitar 105/cm2."Densitas dislokasi yang lebih rendah meminimalkan jalur kebocoran dan meningkatkan efisiensi cahaya.