CEA-Leti发表有关MicroLED进展的论文

CEA-Leti在美国西部光电展览会发表论文，其中详细介绍在200 mm硅衬底上直接加工LED以及最大限度减少载流子扩散长度的情况

CEA-Leti在2024年美国西部光电展览会上发表两篇有关其microLED技术进展的论文，内容涉及制造数据速率密度更高的LED矩阵，以及减少小尺寸LED效率损失的策略。

据论文“使用CMOS兼容方法与InGaN/GaN Micro-LED进行并行通信”描述，直接在200 mm硅衬底上制造LED为生产由专用CMOS电路独立控制的几微米LED矩阵开辟了道路。（太平洋标准时间1月31日上午9:00 - 9:20，美国圣弗朗西斯科Moscone中心）。

InGaN/GaN microLED因其坚固耐用、大规模可用性、达到GHz级带宽的能力，成为实现高数据速率光通信的有力候选器件。以阵列形式使用InGaN/GaN microLED，可以实现大规模并行传输，从而达到高数据速率密度。此外，CEA-Leti还开发出一种将GaN LED矩阵集成到CMOS ASIC上的专利工艺。在这种CMOS兼容方法中，通过将microLED直接粘接在200 mm硅晶片上，并使用GaN基器件作为发射器和快速光电探测器，优化了microLED的集成度。

论文主要作者Anthony Cibié表示：“为了解决通信应用问题，我们对LED进行高频调制，以达到较高的数据传输速率。我们的目标是使用LED阵列发射光线，并使用GaN制成的光电二极管阵列检测光线。我们知道如何制造数千个像素阵列，因此我们可以拥有数千个并行通信通道。”

提高效率

先前研究表明，microLED的尺寸从毫米级缩至微米级，其效率会随之降低，因为在有缺陷的侧壁上，可以进行非辐射扩散和重组的载流子数量会增加。因此，钝化非辐射中心、尽量减少载流子扩散长度似乎是生产高效microLED的关键。

为此，CEA-Leti多年来一直致力于提高microLED的效率，尤其首先关注缺陷钝化，再了解载流子扩散的影响，而载流子扩散也是第二篇论文的主题。

第二篇论文题为“量子阱厚度对生长在蓝宝石、自支撑GaN、硅上的InGaN量子阱中载流子扩散长度的影响”，重点介绍通过了解和控制载流子扩散来减少InGaN/GaN LED效率下降的策略，其中InGaN/GaN LED效率下降是随着像素尺寸变小而产生的。（太平洋标准时间1月30日9:20，Moscone中心）。

论文主要作者Simon Litschgi表示：“在本报告中，我们通过实验证明，正如理论预测的那样，可以通过减小InGaN量子阱的厚度来缩短扩散长度。此外，我们还展示了在大型量子阱中观察到的与功率相关的、出乎意料的扩散行为，可能有助于我们了解发射器的物理学原理。”

Simon Litschgi指出，这些现象是在包括硅在内的几种外延衬底上研究出来的。研究成果为在200 mm和300 mm硅晶圆上制造更高效的GaN microLED器件铺平了道路，而这正是显示和通信应用领域最具成本效益的行业解决方案。