Kendini destekleyen GaN tabanlı mikro-LED

Kendini destekleyen GaN tabanlı mikro-LED

Çinli araştırmacılar, mikro ışık yayıcı diyotlar (LED'ler) için alt katman olarak bağımsız (FS) galyum nitrit (GaN) kullanımının avantajlarını araştırıyorlar [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463Özellikle, 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, artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) cihazlarında kullanılan gelişmiş mikro ekranlar için uygundur.bağımsız GaN'in daha yüksek maliyeti, verimliliğin iyileştirilmesiyle telafi edilebilir.

Araştırmacılar Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Suzhou Nano-Teknoloji ve Nano-Biyonik Enstitüsü, Jiangsu Üçüncü Nesil Yarım iletken Araştırma Enstitüsü,Nanjing Üniversitesi, Soochow Üniversitesi ve Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.Araştırma ekibi, bu mikro-LED teknolojisinin, submikron veya nanometre LED yapılandırmalarında ultra yüksek piksel yoğunluğu (PPI) ile ekranlar için umut verici olduğuna inanıyor.

Araştırmacılar, bağımsız GaN şablonları ve GaN/safir şablonları üzerinde üretilen mikro-LED'lerin performansını karşılaştırdılar.

Metal Organic Chemical Vapor Deposition'un (MOCVD) epitaksyal yapısı, 100 nm n tipi AlGaN taşıyıcı yayılma katmanı (CSL), 2 μm n-GaN temas katmanı içerir.100 nm kasıtlı olarak doped (u-) GaN düşük silane ile yüksek elektron hareketliliği tabakası, 20x (2.5 nm/2.5 nm) In0.05Ga0.95/GaN gerginlik rahatlatma katmanı (SRL), 6x (2.5 nm/10 nm) mavi InGaN/GaN çoklu kuantum kuyuları, 8x (1.5 nm/1.5 nm) p-AlGaN/GaN elektron engelleme katmanı (EBL),80 nm p-GaN delik enjeksiyon tabakası, ve 2 nm p + GaN yoğun dopmanlı bir temas tabakası.

Bu malzemeler, 10 μm çaplı LED'ler halinde indiyum teneke oksit (ITO) şeffaf temasları ve silikon dioksit (SiO2) yan duvar pasivasyonu ile yapılır.

Heteroepitaxial GaN/safir şablonlarında üretilen yongalar önemli performans farklılıkları gösterdi.yoğunluk ve en yüksek dalga uzunluğu, çip içindeki konuma bağlı olarak büyük ölçüde değişir.10 A/cm2'lik bir akım yoğunluğunda, safir üzerindeki bir çip, merkez ve kenar arasında 6.8 nm dalga uzunluğu kayması gösterdi.Bir çipin yoğunluğu diğerinin sadece %76'sındaydı..

Buna karşılık, bağımsız GaN üzerinde üretilen yongalar, 2,6 nm'lik bir dalga boyu varyasyonu gösterdi ve farklı yongalar arasındaki yoğunluk performansı çok daha tutarlıydı.Araştırmacılar dalga boyu tekdüzelik değişikliğini homoepitaxial ve heteroepitaxial yapılarda farklı stres durumlarına atfettiler.: Raman spektroskopisi, sırasıyla 0.023 GPa ve 0.535 GPa kalıntı gerginlikleri gösterdi.

Katodoluminesans, heteroepitaksiyel levha için yaklaşık 108/cm2 ve homoepitaksiyel levha için yaklaşık 105/cm2 bir çıkma yoğunluğu ortaya çıkardı."Daha düşük dislokasyon yoğunluğu sızıntı yollarını en aza indirebilir ve ışık emisyon verimliliğini artırabilir". "

Homoepitaxial LED'lerin ters sızıntı akımı heteroepitaxial yongalara kıyasla azalmış olsa da, ileri tarafsızlık altında akım yanıtı da daha düşüktü.Özgür duran GaN üzerindeki yongalar daha yüksek dış kuantum verimliliğine (EQE) sahipti: bir durumda, safir şablonları üzerindeki çipler için %10'a kıyasla %14 idi. 10K ve 300K'da (oda sıcaklığı) fotoluminesans performansını karşılaştırarak,İki tip çipin iç kuantum verimliliği (IQE) 73 olarak tahmin edildi.%2 ve %60,8'dir.

Simülasyon çalışmalarına dayanarak, araştırmacılar bağımsız GaN üzerinde optimize edilmiş bir epitaksiyal yapı tasarladılar ve uyguladılar.mikro ekranların daha düşük enjeksiyon akım yoğunluklarında dış kuantum verimliliğini ve voltaj performansını iyileştirmek (Şekil 2)Özellikle, homoepitaksi daha ince engeller ve daha keskin arayüzler elde etti.Heteroepitaxy'de elde edilen aynı yapının, iletim elektron mikroskobu incelemesi altında daha bulanık bir profil gösterdiğine göre.

Daha ince bariyerler bir dereceye kadar dislokasyonların etrafında V şekilli çukurların oluşumunu taklit eder.Emisyon bölgesine delik enjeksiyonunun iyileştirilmesi gibi., kısmen V şeklindeki çukurların çevresindeki çok kuantumlu kuyu yapılarındaki bariyerlerin incelmesi nedeniyle.

10 A/cm2'lik bir enjeksiyon akım yoğunluğunda, homoepitaksiyel LED'in dış kuantum verimliliği %7.9'dan %14.8'e yükseldi.78 V'den 2'ye.55 V.

Ürün önerisi

III - Nitrür 2 INCH Laser Projeksiyon Ekran Güç Aygıtı için Serbest Durumlu GaN Wafer

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

Gallium Nitrür, geniş boşluklu bileşik yarı iletkenlerden biridir.

Yüksek kaliteli tek kristal bir substrat. Orijinal HVPE yöntemi ve wafer işleme teknolojisi ile üretilmiştir.Özellikleri yüksek kristal.GaN substratları, beyaz LED ve LD ((mor, mavi ve yeşil) için birçok uygulama için kullanılır.Güç ve yüksek frekanslı elektronik cihaz uygulamaları için gelişme ilerledi.