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2021-03-26

尺寸小于10微米的紅光Micro LED芯片問世!—新光芯制

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據外媒報道,美國加州大學圣塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara,UCSB)宣稱已首次展示了尺寸小于10微米的InGaN基紅光Micro LED芯片,并通過晶圓上量測得出外量子效率(EQE)為0.2%。


提升外量子效率仍重道遠


此前,具備InGaN基紅光Micro LED芯片規;慨a能力的法國半導體材料商Soitec,在2020年發布了50微米的InGaN基紅光Micro LED器件,不過,UCSB團隊的發言人Shubhra Pasayat指出,Soitec并沒有公布外量子效率的數據。


Pasayat表示,小于10微米的Micro LED對于Micro LED產業可行性商業化來說至關重要。同時,除了尺寸小之外,Micro LED芯片的外量子效率必須至少為2-5%,才能夠滿足Micro LED顯示器的要求。


不過,本次UCSB展示的InGaN基紅光Micro LED芯片外量子效率僅為0.2%。對此,Pasayat坦言,雖然目前團隊的研究結果還遠達不到目標,但是相關研究工作已進入初步階段,并且可以預期未來將有實質性的進展。


UCSB團隊的下一個目標就是提高紅光Micro LED芯片的外量子效率,目前正在計劃提升材料的質量,改善生產步驟。

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InGaN材料應用前景可期


另值得注意的是,UCSB團隊研究的是InGaN基紅光Micro LED,而非AlGaInP基紅光Micro LED,主要是因為后者的效率通常會隨著尺寸的縮小而降低等問題。Pasayat透露,到目前為止,AlGaInP基紅光Micro LED芯片最小尺寸為20微米,而外量子效率未知。


據了解,目前的紅光LED多由AlGaInP材料制成,在正常芯片尺寸下,其效率高達60%以上。然而,當芯片尺寸縮小到微米量級時,效率會急劇降低至1%以下。


此外,在巨量轉移制程上,AlGaInP材料的劣勢也顯而易見。


巨量轉移要求材料具有良好的機械強度,以避免在芯片抓取和放置過程中出現開裂,而AlGaInP材料較差的力學性能會給巨量轉移增加新的難題。


相比之下,InGaN薄膜擁有寬帶隙可調等優點,在可見光領域內擁有廣闊的應用前景,并且Micro LED全彩顯示是其中最有潛力的應用之一。


據悉,InGaN材料具有較好機械穩定性和較短空穴擴散長度,且與InGaN基綠光、藍光Micro LED兼容,因此是紅光Micro LED的較佳選擇。


值得注意的是,江風益院士團隊去年公布了高光效InGaN基橙-紅光LED的研究突破,該研究結果也證明了InGaN材料在制作顯示應用的紅光像素芯片上將有巨大潛力。


另外,UCSB曾與首爾偉傲世針對尺寸小于5微米Micro LED外量子效率變化趨勢展開研究,基于研究結果,他們認為InGaN基紅光Micro LED有望幫助制造更小尺寸的全彩化Micro LED顯示器。


同時,雙方期望通過提高亮度和可靠性等因素,促使更小尺寸的InGaN基Micro LED應用于智能手機、AR眼鏡及4K電視等高端顯示領域。

來源:LEDinside     T|T

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