行业新闻详细内容
三合一microLED
2023/11/28 9:17:24 材料来源：雅时
选择性去除有源层可制造出单片全彩LED
丰田合成（Toyoda Gosei）的工程师们称，在提高全彩显示microLED制作的简易性方面，已取得重大进展。通过选择性去除有源层，他们制造出一种能发出红、绿、蓝三色光的单片InGaN LED。
团队发言人Koichi Goshonoo称：“我们相信，制作全彩显示microLED变得简易，有望使像素精细的微型显示器实现低成本生产。”
他指出，这种结构的另一个特点是采用共阴极，消除了驱动电路的复杂性。
丰田合成的技术并不是实现多彩单片microLED的唯一方法。其他方案包括：结合蓝色LED与发射红光和绿光的量子点；使用级联或堆叠结构的LED；转向纳米线；调整刻面平面以增加铟的吸收。然而，据Koichi Goshonoo及其同事称，所有这些替代方案都受成本和良率等问题的困扰，而这些问题源于结构和工艺的复杂性。
在该团队的设计中，蓝色LED只有一个发射蓝光的量子阱，而绿色LED的蓝光变体上有发射绿光的量子阱，红色LED则有三种形式的量子阱（见图）。然而，每种情况下，只有一个区域的发射占据主导地位。
对能带图和载流子分布进行模拟，可以解释发光的光谱纯度。我们利用Crosslight生产的LASTIP软件包对此进行了模拟。
模拟结果表明，红色LED的红色发光层优先发出电致发光。部分原因是这一层的带隙最小，但也可能是空穴迁移率较低，因为从p型层注入的空穴不会移动太远，而是停留在红色发光阱附近。另一个影响因素是辐射区之间的n型中间层确保电子从蓝色发光区传输至红色发光区。同样，空穴向绿色发光层和蓝色发光层的传输也受到抑制，有助于发射纯红光。
绿色LED也受同种机制的影响，确保其发出的主要是绿光，而蓝色LED仅有蓝色发光阱，与传统LED的情况相同。
Koichi Goshonoo及其同事将蓝宝石衬底装入MOCVD反应器，然后生长出基于GaN的外延结构，其中包含三个3.5 nm厚的蓝色发光InGaN量子阱、两个3.5 nm厚的绿色发光InGaN量子阱、一个3.5 nm厚的红色发光InGaN量子阱，进而制造出全彩LED。针对波长较长的量子阱，研究团队减少了其数量，试图限制量子阱质量因铟含量增加而下降的情况。
先使用氯气进行图形化和干蚀刻，选择性去除绿色发光区和红色发光区，再生长带有电子阻挡层的p型区，形成台面，添加保护膜和电极。
发光区由ITO层的尺寸决定，ITO层的尺寸为250 mm乘400 mm。不过，面积也可以更小。Koichi Goshonoo说：“每个彩色子像素的目标尺寸都小于1 µm。”
发光特性分析表明，全彩LED的色域范围很广，针对美国国家电视标准委员会的标准，其覆盖率为95.4%。不过，电光转换效率令人担忧，20 mA电流下，红光的效率为0.17%，绿光为5.9%，蓝光为0.65%。
蓝光效率较低是因为去除红色发光区和绿色发光区时形成了非辐射复合中心。优化这一工艺可解决此问题。
提高红色LED的效率则更具挑战性。Koichi Goshonoo说：“包括我们在内的许多研究机构都在研究这个问题，我们希望有一天能克服这个问题。”
参考文献
K. Goshonoo et. al. Appl. Phys. Express 16 082004 (2023)
【近期会议】
11月30日，赛默飞半导体解决方案研讨会·广州站即将于广州·奥园喜来登酒店举行，诚邀您共谋行业发展蓝图！听众注册：https://w.lwc.cn/s/JnUjmu
| 上一篇：总投资60亿元，联通长三... | 下一篇：首款背接触微米光伏电池... |
声明：本网站部分文章转载自网络，转发仅为更大范围传播。 转载文章版权归原作者所有，如有异议，请联系我们修改或删除。联系邮箱：lynnw@actintl.com.hk
粤公网安备 44030402004706号