Mikro-LED oparte na samodzielnym GaN

Mikro-LED oparte na samodzielnym GaN

Chińscy naukowcy badali korzyści płynące z stosowania samodzielnego azotynu galiu (GaN) jako podłoża dla mikrodiod emitujących światło (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463Szczególnie, 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, dzięki czemu nadaje się do zaawansowanych mikrodisplejów stosowanych w urządzeniach z rozszerzoną rzeczywistością (AR) i rzeczywistością wirtualną (VR).wyższe koszty samodzielnego GaN mogą być zrekompensowane przez zwiększoną wydajność.

Naukowcy są powiązani z Chińskim Uniwersytetem Nauki i Technologii, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Jiangsu Research Institute of Third Generation Semiconductor,Uniwersytet w Nanjing, Uniwersytet Soochow i Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.Zespół badawczy uważa, że ta technologia mikro-LED jest obiecująca dla wyświetlaczy o bardzo wysokiej gęstości pikseli (PPI) w konfiguracjach LED submikronowych lub nanometrowych.

Naukowcy porównali wydajność mikro-LED wytwarzanych na samodzielnych szablonach GaN i szablonach GaN/zafirowych.

Epitaksjalna struktura metalowo-organicznego odparowania chemicznego (MOCVD) obejmuje warstwę przenoszącą nośnik AlGaN typu n (CSL) 100 nm, warstwę kontaktową n-GaN o długości 2 μm,warstwę o wysokiej mobilności elektronów z niskim silanem, nieumyślnie dopingowaną (u-) GaN o długości 100 nm, 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0,05Ga0,95/GaN warstwa łagodząca naprężenie (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) niebieskie InGaN/GaN wielokrotne studnie kwantowe, 8x (1,5 nm/1,5 nm) p-AlGaN/GaN warstwa blokująca elektrony (EBL),warstwę wtryskową do otworu p-GaN o długości 80 nm,, oraz 2 nm silnie dopingowanej warstwy kontaktowej p+-GaN.

Materiały te są wytwarzane w diody LED o średnicy 10 μm z przezroczystymi kontaktami z tlenku cyny india (ITO) i pasywacją ścian bocznych dwutlenkiem krzemu (SiO2).

Czipy wytworzone na heteroepitaxialnych szafirowych szablonach GaN wykazywały znaczące różnice w wydajności.Intensywność i długość fali szczytowej różniły się w zależności od lokalizacji w układzie.Przy gęstości prądu 10 A/cm2, jeden chip na szafirze wykazał przesunięcie długości fali 6,8 nm między środkiem a krawędzią.Intensywność jednego chipa była tylko 76% od drugiego.

W przeciwieństwie do tego, układy wytwarzane na samodzielnym GaN wykazywały zmniejszoną różnicę długości fali o 2,6 nm, a wydajność intensywności między różnymi układami była znacznie bardziej spójna.Naukowcy przypisali zmianę jednorodności długości fali różnym stanom naprężenia w strukturach homoepitaksjalnych i heteroepitaksjalnych: spektroskopia Ramana wykazała naprężenia pozostałe odpowiednio 0,023 GPa i 0,535 GPa.

Katodoluminescencja wykazała gęstość zwichnięcia około 108/cm2 dla płytki heteroepitaxialnej i około 105/cm2 dla płytki homoepitaxialnej."Mniejsza gęstość zwichnięć może zminimalizować szlaki wycieków i poprawić efektywność emisji światła". "

Chociaż prąd przecieku odwrotnego diod homoepitaksyjnych był zmniejszony w porównaniu z chipami heteroepitaksyjnymi, reakcja prądu pod przesunięciem do przodu była również niższa.Czipy na samodzielnym GaN wykazywały wyższą zewnętrzną efektywność kwantową (EQE)W jednym przypadku wynosiła ona 14%, w porównaniu z 10% dla chipów na szafirowych szablonach.wewnętrzna efektywność kwantowa (IQE) obu typów chipów została oszacowana na 730,2% i 60,8% odpowiednio.

Na podstawie pracy symulacyjnej naukowcy zaprojektowali i wdrożyli zoptymalizowaną strukturę epitaksyjną na samodzielnym GaN,poprawa zewnętrznej efektywności kwantowej i wydajności napięcia mikroekranów przy niższej gęstości prądu wtrysku (rysunek 2)Co ciekawe, homoepitaksja osiągnęła cieńsze bariery i ostrzejsze interfejsy.natomiast ta sama struktura uzyskana w heteroepitaxy wykazała bardziej rozmyty profil pod kontrolą mikroskopii elektronów transmisyjnych.

W przypadku diod heteroepitaksjalnych stwierdzono, że widoczne są korzystne efekty wydajności.Na przykład poprawa wtrysku otworu do regionu emisji, częściowo ze względu na rozcieńczenie barier w wielokwantowych strukturach studni wokół otworów w kształcie V.

Przy gęstości prądu wtrysku 10 A/cm2 zewnętrzna efektywność kwantowa diody LED zwiększyła się z 7,9% do 14,8%.78 V do 2.55 V.

Zalecenie produktu

III - Nitryd 2 INCH Wolno stojąca płytka GaN dla urządzenia zasilania wyświetlacza projekcji laserowej

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

Azotany galliowe to jeden z rodzajów szeroko-przepuszczalnych związków półprzewodników.

Wysokiej jakości, jednokrystaliczny podłoże, wykonane za pomocą oryginalnej metody HVPE i technologii przetwarzania płytek, która została pierwotnie opracowana przez ponad 10 lat w Chinach.Rysy są bardzo krystaliczne.Substraty GaN są stosowane do wielu rodzajów zastosowań, dla białych diod LED i LD ((fioletowe, niebieskie i zielone).rozwój postępuje w zakresie zastosowań urządzeń elektronicznych o mocy i wysokiej częstotliwości.