據(jù)國外媒體compoundsemiconductor日前報道，加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校（UCSB）的研究人員聲稱已首次展示了尺寸小于10μm的基于InGaN的紅色Micro LED。他們的工作包括對晶圓上外部量子效率（EQE）的測量-值為0.2%。

該團隊的微型Micro LED將幫助開發(fā)基于這些設備以及綠色和藍色表親的顯示器。與現(xiàn)有技術相比，由大量微型LED形成的屏幕有望提供更高的對比度，更高的亮度和更快的響應時間。

在發(fā)布UCSB之前，Soitec率先縮小了基于InGaN的紅色Micro LED的規(guī)模，該設備在2020年報告了尺寸為50μm的器件。UCSB團隊發(fā)言人Shubhra Pasayat指出，Soitec沒有給出EQE的數(shù)字。

Pasayat認為UCSB團隊設定的新基準是一個重要的里程碑：“對于可行的商業(yè)化，10微米以下的Micro LED非常必要。”

Pasayat認為，除了尺寸如此之小之外，Micro LED還需要具有至少2%至5%的EQE才能在顯示器中使用。盡管UCSB團隊距離該目標還很遙遠，但工作尚處于起步階段，可以預期會有實質(zhì)性的改進。

圖像是在5 A cm -2的驅(qū)動電流下拍攝的。

West-coast團隊正在尋求基于InGaN的紅色MicroLED，而不是由AlGaInP和相關合金制成的紅色MicroLED，因為后者系列的尺寸依賴于效率降低，這與高表面重組速度和更長的載流子擴散長度有關。除了只能通過側(cè)壁鈍化部分解決的這個問題之外，由于AlGInP型MicroLED的載流子在較小的勢壘高度上泄漏，因此隨著溫度升高，效率會下降，從而阻礙了基于AlGInP的MicroLED的工作。迄今為止，此類設備的最 佳結(jié)果是20μm的尺寸。沒有給出EQE的數(shù)字。

UCSB的成功取決于多孔GaN偽襯底上器件的增長。該基礎具有順應性，可減少在基于InGaN的器件中發(fā)出紅光的富銦有源區(qū)中的應變。

通過在MOCVD室中裝入藍寶石襯底并沉積2μm厚的無意摻雜的GaN層，然后沉積800 nm厚的硅摻雜的GaN層和100 nm厚的無意摻雜的帽蓋，開始制造MicroLED。在刻蝕800納米厚的GaN層之前，干法蝕刻定義了11μmx 11μm的瓷磚圖案。

所得的多孔GaN偽襯底為LED結(jié)構(gòu)提供了柔順的基礎，該結(jié)構(gòu)具有三個3 nm厚的In 0.26 Ga 0.74 N量子阱，每個阱均覆蓋有1.5 nm厚的Al 0.45 Ga 0.55 N帽蓋和11 nm厚的GaN障礙。通過使用電子束蒸發(fā)在p型層上添加110 nm厚的銦錫氧化物歐姆接觸形成MicroLED，然后轉(zhuǎn)向反應離子蝕刻以定義6μmx 6μm的有源區(qū)，并用Al鈍化結(jié)構(gòu)2 O 3，然后添加金屬觸點。

在5 A cm -2下驅(qū)動器件時，晶圓上測量顯示在646 nm處有一個峰值。對于使用相同工藝但在藍寶石上生產(chǎn)的對照，在相同的電流密度下，峰值在590 nm處。Pasayat及其同事將發(fā)射波長的顯著差異歸因于銦在多孔GaN偽襯底上生長的量子阱中更有效地摻入。

在10 A cm -2的驅(qū)動下，Micro LED的EQE峰值為0.202％。封裝應將這一數(shù)字提高到0.6%以上。將電流提高到100 A cm -2，將光輸出提高到76 nW，對應于2.1 W mm -2－該輸出功率密度剛好超過尺寸為20μm的最 佳AlGaInP Micro LED。

團隊的下一個目標是提高其設備的EQE。Pasayat表示：“我們正在計劃改善材料質(zhì)量以及制造步驟，”