Micro-LED basado en GaN autoportante

Micro-LED basado en GaN autoportante

Los investigadores chinos han estado explorando las ventajas del uso de nitruro de galio (GaN) independiente (FS) como sustrato para micro diodos emisores de luz (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,P31463En concreto, 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, por lo que es adecuado para microdisplays avanzados utilizados en dispositivos de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR).el mayor coste del GaN independiente puede compensarse con una mayor eficiencia.

Los investigadores están afiliados a la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el Instituto de Nanotecnología y Nanobiónica de Suzhou, el Instituto de Investigación de Semiconductores de Tercera Generación de Jiangsu,Universidad de Nanjing, Universidad de Soochow y Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.El equipo de investigación cree que esta tecnología de micro-LED es prometedora para pantallas con densidad de píxeles ultra alta (PPI) en configuraciones de LED submicrónicas o nanométricas.

Los investigadores compararon el rendimiento de los micro-LED fabricados en plantillas GaN independientes y plantillas GaN/zafiro.

La estructura epitaxial de la deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD) incluye una capa de propagación portadora de AlGaN de tipo n (CSL) de 100 nm, una capa de contacto de n-GaN de 2 μm,una capa de alta movilidad de electrones dopada (u-) GaN de 100 nm sin intención con bajo silano, una capa de alivio de la tensión de 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0,05Ga0,95/GaN (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) pozos cuánticos múltiples azules InGaN/GaN, 8x (1,5 nm/1,5 nm) capa de bloqueo de electrones p-AlGaN/GaN (EBL),una capa de inyección de agujeros de p-GaN de 80 nm, y una capa de contacto de 2 nm fuertemente dopada con p+-GaN.

Estos materiales se fabrican en LEDs de 10 μm de diámetro con contactos transparentes de óxido de estaño de indio (ITO) y pasivación de la pared lateral de dióxido de silicio (SiO2).

Los chips fabricados con plantillas heteroepitaxiales de GaN/zafiro mostraron variaciones significativas de rendimiento.la intensidad y la longitud de onda de pico variaron mucho dependiendo de la ubicación dentro del chipA una densidad de corriente de 10 A/cm2, un chip en zafiro mostró un desplazamiento de longitud de onda de 6,8 nm entre el centro y el borde.la intensidad de un chip era sólo el 76% del otro.

Por el contrario, los chips fabricados con GaN independiente mostraron una variación de longitud de onda reducida de 2,6 nm, y el rendimiento de intensidad entre los diferentes chips fue mucho más consistente.Los investigadores atribuyeron el cambio de uniformidad de longitud de onda a los diferentes estados de estrés en las estructuras homoepitaxial y heteroepitaxial: La espectroscopia de Raman mostró tensiones residuales de 0,023 GPa y 0,535 GPa, respectivamente.

La catodoluminiscencia reveló una densidad de dislocación de aproximadamente 108/cm2 para la oblea heteroepitaxial y aproximadamente 105/cm2 para la oblea homoepitaxial."La menor densidad de dislocación puede minimizar las vías de fuga y mejorar la eficiencia de emisión de luz."

Aunque la corriente de fuga inversa de los LEDs homoepitaxiales se redujo en comparación con los chips heteroepitaxiales, la respuesta de la corriente bajo el sesgo hacia adelante también fue menor.los chips en GaN independiente exhibieron una mayor eficiencia cuántica externa (EQE)En un caso, fue del 14%, en comparación con el 10% para las virutas en plantillas de zafiro.La eficiencia cuántica interna (IQE) de los dos tipos de chips fue estimada en 73El 0,2% y el 60,8% respectivamente.

Basándose en el trabajo de simulación, los investigadores diseñaron e implementaron una estructura epitaxial optimizada en GaN independiente,mejora de la eficiencia cuántica externa y el rendimiento de voltaje de las micro pantallas a densidades de corriente de inyección más bajas (figura 2)En particular, la homoepitaxia logró barreras más delgadas e interfaces más nítidas.Considerando que la misma estructura obtenida en heteroepitaxia mostró un perfil más borroso bajo inspección por microscopía electrónica de transmisión.

Las barreras más delgadas simulan hasta cierto punto la formación de fosas en forma de V alrededor de las dislocaciones.como mejorar la inyección de agujeros en la región de emisión, en parte debido al adelgazamiento de las barreras en las estructuras de pozos multi-cuánticos alrededor de los pozos en forma de V.

A una densidad de corriente de inyección de 10 A/cm2, la eficiencia cuántica externa del LED homoepitaxial aumentó del 7,9% al 14,8%.78 V a 2.55 V. Es muy fuerte.

Recomendación del producto

III - Nitruro 2 INCH Wafer GaN libre para proyección láser Display Power Device

1. El contenido de nitrógeno en la mezcla de nitrógeno y nitrógeno en la mezcla de nitrógeno y nitrógeno en la mezcla de nitrógeno y nitrógeno en la mezcla de nitrógeno y nitrógeno en la mezcla de nitrógeno

El nitruro de galio es un tipo de semiconductores compuestos de amplio hueco.

un sustrato de cristal único de alta calidad, fabricado con el método HVPE original y la tecnología de procesamiento de obleas, que se ha desarrollado originalmente durante más de 10 años en China.Las características son muy cristalinas.Los sustratos de GaN se utilizan para muchos tipos de aplicaciones, para LED blanco y LD ((violeta, azul y verde).El desarrollo ha progresado para aplicaciones de dispositivos electrónicos de potencia y alta frecuencia.