Micro-LED op basis van zelfdragend GaN

Micro-LED op basis van zelfdragend GaN

Chinese onderzoekers onderzoeken de voordelen van het gebruik van vrijstaand (FS) galliumnitride (GaN) als substraat voor micro-lichtdioden (LED's) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463In het bijzonder: 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, waardoor het geschikt is voor geavanceerde microdisplays die worden gebruikt in apparaten voor augmented reality (AR) en virtual reality (VR).de hogere kosten van vrijstaand GaN kunnen worden gecompenseerd door een betere efficiëntie.

De onderzoekers zijn verbonden aan de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China, het Suzhou Institute of Nano-Tech en Nano-Bionics, het Jiangsu Research Institute of Third Generation Semiconductor,Universiteit van Nanjing, Soochow University en Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.Het onderzoeksteam is van mening dat deze micro-LED-technologie veelbelovend is voor schermen met een ultrahoge pixeldichtheid (PPI) in submicron- of nanometer-LED-configuraties.

De onderzoekers vergeleken de prestaties van micro-LED's die zijn vervaardigd op vrijstaande GaN-sjablonen en GaN/safir-sjablonen.

De epitaxiale structuur van metaalorganische chemische dampdepositie (MOCVD) omvat een 100 nm n-type AlGaN drager spreidende laag (CSL), een 2 μm n-GaN contactlaag,een 100 nm onopzettelijk gedopeerde (u-) GaN laag met een hoge elektronenmobiliteit met weinig silane, een 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0,05Ga0,95/GaN-afspanningslaag (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) blauwe InGaN/GaN-multipel kwantumputten, 8x (1,5 nm/1,5 nm) p-AlGaN/GaN-elektronenblokkeringslaag (EBL),een 80 nm p-GaN-gatinjectielaag, en een 2 nm zwaar gedopeerde p+-GaN-contactlaag.

Deze materialen zijn vervaardigd uit LED's met een diameter van 10 μm met transparante contacten van indiumtin-oxide (ITO) en siliciumdioxide (SiO2) die aan de zijkant worden gepassiveerd.

De chips die op heteroepitaxiale GaN/saffierplaten waren vervaardigd vertoonden aanzienlijke prestatieverschillen.de intensiteit en de piekgolflengte varieerden sterk afhankelijk van de locatie binnen de chipBij een stroomdichtheid van 10 A/cm2 toonde een chip op saffier een golflengteverschuiving van 6,8 nm tussen het midden en de rand.De intensiteit van de ene chip was slechts 76% van de andere..

In tegenstelling hiertoe vertoonden de op vrijstaande GaN vervaardigde chips een verminderde golflengte variatie van 2,6 nm en was de intensiteitsprestatie tussen verschillende chips veel consistenter.Onderzoekers schreven de verandering van de golflengte-eenvormigheid toe aan de verschillende stresstoestanden in homo- en hetero-epitaxiale structuren: Raman spectroscopie toonde residuele spanningen van respectievelijk 0,023 GPa en 0,535 GPa.

De cathodoluminescentie onthulde een dislocatie dichtheid van ongeveer 108/cm2 voor het heteroepitaxiale wafer en ongeveer 105/cm2 voor het homoepitaxiale wafer."De lagere verplaatsingsdichtheid kan lekpaden minimaliseren en de efficiëntie van de lichtemissie verbeteren". "

Hoewel de omgekeerde lekstroom van homo-epitaxiale LED's was verminderd in vergelijking met hetero-epitaxiale chips, was de stroomrespons onder forward bias ook lager.de chips op vrijstaande GaN vertoonden een hogere externe kwantumefficiëntie (EQE)In één geval was het 14%, tegenover 10% voor de chips op saffierplaten.De interne kwantumefficiëntie (IQE) van de twee soorten chips werd geschat op 730,2% en 60,8% respectievelijk.

Op basis van simulatiewerk hebben de onderzoekers een geoptimaliseerde epitaxiale structuur ontworpen en geïmplementeerd op vrijstaande GaN,het verbeteren van de externe kwantum-efficiëntie en spanningsprestaties van micro-displays bij lagere spuitstroomdichten (figuur 2)Vooral door homoepitaxie werden dunnere barrières en scherpere interfaces bereikt.Overwegende dat bij heteroepitaxie dezelfde structuur een waziger profiel vertoonde bij transmissie-elektronenmicroscopie.

In hetereepitaxiale LED's is gebleken dat V-vormige putten gunstige prestatie-effecten hebben.De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de evaluatie., deels als gevolg van de dunner wordende barrières in de multi-quantum-putstructuren rond de V-vormige putten.

Bij een injectie-stroomdichtheid van 10 A/cm2 nam de externe kwantum efficiëntie van de homoepitaxiale LED van 7,9% toe tot 14,8%.78 V tot 2.55 V.

Aanbeveling van het product

III - Nitride 2 INCH vrijstaande GaN-wafer voor laserprojectie

1. III-nitride ((GaN,AlN,InN)

Galliumnitrium is een soort breed-gap samengestelde halfgeleiders.

Het is gemaakt met de originele HVPE-methode en waferverwerkingstechnologie, die oorspronkelijk 10+ jaar in China is ontwikkeld.De kenmerken zijn hoogkristallijn.GaN-substraten worden voor veel soorten toepassingen gebruikt, voor witte LED en LD ((violet, blauw en groen).de ontwikkeling is gevorderd voor toepassingen op het gebied van elektrische apparaten met vermogen en hoge frequentie.