Micro-LED basé sur GaN autoportant
September 24, 2024
Micro-LED basé sur GaN autoportant
Les chercheurs chinois ont étudié les avantages de l'utilisation du nitrure de gallium (GaN) en libre-service (FS) comme substrat pour les diodes électroluminescentes (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,P31463Plus précisément, 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, ce qui le rend adapté aux microdisplays avancés utilisés dans les appareils de réalité augmentée (RA) et de réalité virtuelle (RV).le coût plus élevé du GaN autonome peut être compensé par une meilleure efficacité.
Les chercheurs sont affiliés à l'Université des sciences et technologies de Chine, à l'Institut de nanotechnologie et de nanobionique de Suzhou, à l'Institut de recherche sur les semi-conducteurs de troisième génération de Jiangsu,Université de Nanjing, l'Université Soochow et la société Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.L'équipe de recherche estime que cette technologie micro-LED est prometteuse pour les écrans à densité de pixels ultra-haute (PPI) dans les configurations LED sous-microniques ou nanométriques.
Les chercheurs ont comparé les performances des micro-LED fabriquées sur des modèles GaN autonomes et des modèles GaN/saphir.
La structure épitaxielle de la déposition par vapeur chimique organique métallique (MOCVD) comprend une couche de propagation de porteuse d'AlGaN de type n (CSL) de 100 nm, une couche de contact de n-GaN de 2 μm,une couche de haute mobilité électronique dopée (u-) GaN à 100 nm avec un faible silane, une couche de soulagement de la contrainte 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0,05Ga0,95/GaN (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) puits quantiques multiples bleus InGaN/GaN, 8x (1,5 nm/1,5 nm) couche de blocage des électrons p-AlGaN/GaN (EBL),une couche d'injection de trou de p-GaN de 80 nm, et une couche de contact p+-GaN fortement dopée de 2 nm.
Ces matériaux sont fabriqués en LED de 10 μm de diamètre avec des contacts transparents à l'oxyde d'indium-étain (ITO) et une passivation de la paroi latérale au dioxyde de silicium (SiO2).
Les puces fabriquées à partir de modèles hétéroépitaxiaux de GaN/saphir ont présenté des variations de performance significatives.l'intensité et la longueur d'onde maximale varient considérablement selon l'emplacement dans la puceÀ une densité de courant de 10 A/cm2, une puce sur le saphir a montré un décalage de longueur d'onde de 6,8 nm entre le centre et le bord.l'intensité d'une puce était seulement de 76% de l'autre.
En revanche, les puces fabriquées sur GaN indépendant ont montré une variation de longueur d'onde réduite de 2,6 nm et les performances d'intensité entre les différentes puces étaient beaucoup plus cohérentes.Les chercheurs ont attribué le changement d'uniformité de longueur d'onde aux différents états de stress dans les structures homoépitaxiennes et hétéroépitaxiennes: la spectroscopie Raman a montré des contraintes résiduelles de 0,023 GPa et 0,535 GPa, respectivement.
La cathodoluminescence a révélé une densité de dislocation d'environ 108/cm2 pour la plaquette hétéro-épitaxielle et d'environ 105/cm2 pour la plaquette homo-épitaxielle."La plus faible densité de dislocation peut réduire les fuites et améliorer l'efficacité des émissions lumineuses. "
Bien que le courant de fuite inverse des LED homoépitaxiales ait été réduit par rapport aux puces hétéroépitaxiales, la réponse du courant sous biais vers l'avant a également été inférieure.les puces sur GaN indépendantes affichaient une efficacité quantique externe (EQE) plus élevéeEn comparant les performances de photoluminescence à 10 K et 300 K (température ambiante), on constate que la luminescence de l'écran est supérieure à celle de l'écran d'affichage, et que la luminescence de l'écran est supérieure à celle de l'écran d'affichage.L'efficacité quantique interne (IQE) des deux types de puces a été estimée à 730,2% et 60,8% respectivement.
Sur la base de travaux de simulation, les chercheurs ont conçu et mis en œuvre une structure épitaxielle optimisée sur GaN indépendant,amélioration de l'efficacité quantique externe et des performances de tension des micro-écrans à des densités de courant d'injection inférieures (figure 2)Il est à noter que l'homoépitaxie a permis d'obtenir des barrières plus minces et des interfaces plus nettes.considérant que la même structure obtenue par hétéroépitaxie a montré un profil plus flou lors de l'inspection par microscopie électronique de transmission.
Des barrières plus minces simulent dans une certaine mesure la formation de fosses en forme de V autour des dislocations.comme l'amélioration de l'injection de trous dans la région d'émission, en partie en raison de l'amincissement des barrières dans les structures de puits multi-quantum autour des puits en forme de V.
À une densité de courant d'injection de 10 A/cm2, l'efficacité quantique externe de la LED homoépitaxielle est passée de 7,9% à 14,8%.78 V à 2.55 V. Je vous en prie.
Recommandation de produit
- Il peut être utilisé pour la fabrication de produits chimiques.
Le nitrure de gallium est un type de semi-conducteurs composés à large espace.
un substrat monocristallin de haute qualité. Il est fabriqué avec la méthode HVPE originale et la technologie de traitement des plaquettes, qui a été développée à l'origine depuis plus de 10 ans en Chine.Les caractéristiques sont très cristallines.Les substrats GaN sont utilisés pour de nombreux types d'applications, pour les LED blanches et LD ((violet, bleu et vert).Le développement a progressé pour les applications de dispositifs électroniques de puissance et de haute fréquence.