自動支えるGaNをベースにしたマイクロLED

自動支えるGaNをベースにしたマイクロLED

中国の研究者は,マイクロライト発光二極管 (LED) の基板として独立 (FS) のガリウムナイトリド (GaN) の利用の利点を調査している [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463具体的には 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拡張現実 (AR) と仮想現実 (VR) デバイスで使用される高度なマイクロディスプレイに適しています.独立系GaNの高コストは,効率の向上によって補償できます.

研究者は中国科学技術大学,蘇州ナノテクノロジー・ナノバイオニクス研究所,江蘇三代半導体研究所,南京大学蘇州大学と 鈴州ナノライト技術株式会社研究チームは,このマイクロLED技術が,微小またはナノメートルのLED構成で超高画素密度 (PPI) のディスプレイに期待できると考えています.

研究者は,独立系GaNテンプレートとGaN/サファイアテンプレートで製造されたマイクロLEDの性能を比較した.

金属有機化学蒸気沉積 (MOCVD) の上軸構造には,100nmn型AlGaNキャリア拡散層 (CSL),2μmn-GaN接触層,低シランを含む高電子移動性層を100nmで無意識にドーピングした (u-) GaN, 20x (2.5 nm/2.5 nm) In0.05Ga0.95/GaN ストレインリリーフ層 (SRL), 6x (2.5 nm/10 nm) 青い InGaN/GaN 多数量子井, 8x (1.5 nm/1.5 nm) p-AlGaN/GaN 電子ブロック層 (EBL),80 nm p-GaN 穴の注射層2nmで大幅にドーピングされた p+-GaN接触層.

これらの材料は,10μm直径のLEDで,インディアムチーンオキシド (ITO) の透明な接触と二酸化シリコン (SiO2) のサイドウォール消化で作られています.

ゲトロエピタキシアルGaN/サファイアテンプレートで製造されたチップは,性能に重大な差異を示した.シップ内の位置によって大きく変化しました10A/cm2の電流密度で,サファイア上の1つのチップは, 中心と縁の間に6.8nmの波長シフトを示しました.他のチップの強度は 76% しかありませんでした.

対照的に,自由立体GaNで製造されたチップでは,波長変動が2.6nm減少し,異なるチップ間の強度性能ははるかに一貫していました.研究者らは,波長均一性の変化をホモエピタキシアル構造とヘテロエピタキシアル構造の異なるストレス状態と関連付けました: ラマン光譜検査では0.023 GPaと0.535 GPaの残留ストレスを示した.

カトドロルミネスセンスは,ヘテロエピタキアル・ウエファーでは約108/cm2とホモエピタキアル・ウエファーでは約105/cm2の脱位密度を示した.研究チームは,"より低い流出密度は 漏れ路を最小限に抑え 光の放出効率を向上させる". "

ホモエピタキアルLEDの逆流出電流はヘテロエピタキアルチップと比較して減少したものの,前方偏差下で現在の応答も低かった.独立したGaNのチップは,より高い外部量子効率 (EQE) を示した.1つのケースでは14%で,サファイア模板のチップでは10%でした. 10Kと300K (室温) の光発光性能を比較すると,この2種類のチップの内部量子効率 (IQE) は 73 と推定されています..2%と60.8%でした.

研究者は,シミュレーション作業に基づいて,自由立っていたGaNに最適化された表軸構造を設計し,実装しました.マイクロディスプレイの外部量子効率と電圧性能を低注入電流密度で改善する (図2)特に,ホモエピタクシーは,より薄い壁と鋭いインターフェースを達成しました.同様の構造がヘテロエピタキシーで得られた場合,トランスミッション電子顕微鏡検査では,より曖昧なプロフィールを示した..

より薄いバリアは,ある程度 V 形の穴の形成を模倣する.ヘテロエピタキシャル LED では,V 形の穴が性能に有益な効果があることを発見しました.排出地域への穴の注入を改善するなど部分的にV型穴の周りの多量子井戸構造の障壁の薄化による.

10A/cm2の注射電流密度では,ホモエピタキアルLEDの外部量子効率は7.9%から14.8%に増加した.10μAの電流を駆動するために必要な電圧は2.78Vから2.55V

製品推奨

レーザー投影ディスプレイ電源装置のための自由立 GaN ウェーファー

1. III-ニトリド (GaN,AlN,InN)

ガリウムナイトライドは,広いギャップの化合物半導体の一種である. ガリウムナイトライド (GaN) の基板は,

高品質の単結晶基板です 原始のHVPE方法と,中国で10年以上開発されてきた ウェーファー加工技術で作られています特徴は高い結晶性優れた表面質. GaN基質は,白色LEDとLD ((紫,青,緑) の多くの用途に使用されています. さらに,電力および高周波電子機器のアプリケーションの開発が進んでいる.