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,小型LEDの基板として自立 (FS) ガリウムナイトリド (GaN) の利用の利点を調査している.v32特別に, 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効率の向上によって自給自足の高コストを補うことができる.

研究者は中国科学技術大学,鈴鹿ナノテクノロジー・ナノバイオニック研究所,江蘇三代半導体研究所,南京大学,スーチョウ大学,そして蘇州ナビテクノロジー株式会社このマイクロLEDは,超高画質密度 (PPI) のサブマイクロンまたはナノLEDの配置のディスプレイで使用される予定です..

研究者は,自立するGaNテンプレートとGaN/サファイアテンプレート (図1) で製造されたマイクロLEDの性能を比較した.

図1:a) マイクロLED上軸図;b) マイクロLED上軸フィルム;c) マイクロLEDチップ構造;d) トランスミッション電子顕微鏡 (TEM) 横切断画像.

金属有機化学蒸気堆積 (MOCVD) の表軸構造には,100nm N型アルミウムガリウムナイトリド (n-AlGaN) キャリア拡散/拡張層 (CSL),2μm n-GaN接触層が含まれます.100nm 低シラン 無意ドーピング (u-) GaN 高電子移動性層, 20x(2.5nm/2.5nm) In0.05Ga0.95/GaN ストレインリレーズ層 (SRL), 6x(2.5nm/10nm) 青い InGaN/GaN 多量子井, 8x(1.5nm/1.5nm) p-AlGaN/GaN 電子バリア層 (EBL),80nm P-ガンの穴注射層と2nm 濃度の高い p+-GaN 接触層.

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

異質性GaN/サファイアテンプレートで製造されたチップは,大きな性能差を示します.特に,シップ内の位置によって大きく異なります10A/cm2の電流密度で,サファイア上のチップは, 中心と縁の間を6.8nmの波長シフトを示しています.片方のチップは 76% しか強くない.

自動支えるGaNで製造されたチップの場合,波長変動は2.6nmに削減され,二つの異なるチップの強度性能ははるかに近い.研究者は,ホモジェニックとヘテロ構造の異なるストレスの状態に波長均一性の変化を関連付けました: ラマン光譜検査で残留ストレスは0.023 GPaと0.535 GPaであることが示された.

カトドロルミネセンスは,ヘテロエピタキシャル・ウエフルの外位密度は約108/cm2であり,同質なエピタキシャル・ウエフルの外位密度は約105/cm2であることを示した.研究チームは,"より低い流出密度は 漏れ路線を最小限に抑え 光効率を向上させる"ほら

ヘテロエピタキシアルチップと比較して,均質なエピタキシアルLEDの逆流出電流は減少していますが,前方偏差の下での電流応答も減少しています.自動支えるGaNのチップは,より高い外部量子効率 (EQE) を有する.10Kと300K (室温) の光発光性能を比較すると,この2つ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,自立するGaNに最適化された表軸構造を設計し,実装しました.低注入電流密度のマイクロディスプレイの外部量子効率と電圧性能を向上させた (図2)特に,均質なエピタキスは,より薄い潜在的な障壁と鋭いインターフェースを達成します.同様の構造は,トランスミッション電子顕微鏡でより曖昧な輪郭を示します..

図2: 多量子井戸領域のトランスミッション電子顕微鏡画像:a) オリジナルと最適化されたホモエピタキシー構造,b) 異質エピタキシーで実現された最適化された構造.c) 均質なエピタキシアルマイクロLEDチップの外部量子効率d) 均質な小軸型マイクロLEDチップの電流電圧曲線

ある程度,より薄いバリアは,外傷の周りに形成される傾向のあるV形の穴を模倣する.ヘテロエピタキシャルLEDでは,V形の穴が有益なパフォーマンス効果を持っていることが判明した.,部分的にはV孔の周りの多量子井戸構造のバリアの薄化によるものです

10A/cm2の注射電流密度では,均質なエピタキシアルLEDの外部量子効率は7.9%から14.8%に増加します.10μA の電流を動かすのに必要な電圧は,2 から.78Vから2.55V