自動支えるGaNをベースにしたマイクロLED
中国の研究者は,小型LEDの基板として自立 (FS) ガリウムナイトリド (GaN) の利用の利点を調査している.v32特別に,チームはインディウムガリウムナイトリド (InGaN) を最適化した多量子井戸 (MQW) 構造を開発し,低注入電流密度 (約10A/cm2) と低駆動電圧でよりよく動作しています.拡張現実 (AR) や仮想現実 (VR) の装置で使用される高度なマイクロディスプレイに適している場合,自給自足のガンの高額なコストは,効率の向上によって補償できます.
研究者は中国科学技術大学,鈴鹿ナノテクノロジー・ナノバイオニック研究所,江蘇3代半導体研究所,南京大学蘇州大学と蘇州ナウェイテクノロジー株式会社このマイクロLEDは,超高ピクセル密度 (PPI) サブマイクロンまたはナノメートルのLED配置のディスプレイで使用される予定です..
研究者は,自立するGaNテンプレートとGaN/サファイアテンプレート (図1) で製造されたマイクロLEDの性能を比較した.
図1:a) マイクロLED上軸図;b) マイクロLED上軸フィルム;c) マイクロLEDチップ構造;d) トランスミッション電子顕微鏡 (TEM) 横切断画像.
金属有機化学蒸気堆積 (MOCVD) の表軸構造には,100nm N型アルミウムガリウムナイトリド (n-AlGaN) キャリア拡散/拡張層 (CSL),2μm n-GaN接触層が含まれます.100nm 低シラン 無意ドーピング (u-) GaN 高電子移動性層, 20x(2.5nm/2.5nm) In0.05Ga0.95/GaN ストレインリレーズ層 (SRL), 6x(2.5nm/10nm) 青い InGaN/GaN 多量子井, 8x(1.5nm/1.5nm) p-AlGaN/GaN 電子バリア層 (EBL),80nm P-ガンの穴注射層と2nm 濃度の高い p+-GaN 接触層.
これらの材料は,直径10μmのLEDで,インディウムチン酸化物 (ITO) 透明接触と二酸化シリコン (SiO2) 側壁消化で作られました.
異質性GaN/サファイアテンプレートで製造されたチップは,大きな性能差を示しています.特に,シップ内の位置によって大きく異なります10A/cm2の電流密度で 玉石のチップは 中央と端の間 6.8nm の波長シフトを示しました"つは"つより 76% しか強くありません.
自立のGaNで作られるチップでは,波長変動が2.6nmに削減され,二つの異なるチップの強度性能はより類似している.研究者らは,波長均一性の変化を 均質と異質構造の 異なるストレス状態と関連付けている.: ラマン光谱では,0.023GPaと0.535GPaの残留ストレスを示しています.
カソード発光は,異性上位軸板の外位密度は約108/cm2で,同性上位軸板は約105/cm2であることを示しています."低流出密度により 漏れ路線を最小化し 光効率を向上させる""と研究チームはコメントしました
ホメオエピタキアルLEDの逆流出電流が減少しているにもかかわらず,前方偏差の下の電流応答も減少しています.自動支援型GANのチップは,より高い外部量子効率 (EQE) を有します.1つのケースでは14%で,サファイア模板のチップでは10%です. 10Kと300K (室温) の光発光性能を比較すると,この2つのチップの内部量子効率 (IQE) は 73.2%と60.8%でした.
シミュレーション結果によると the researchers designed and implemented an optimized epitaxial structure on a self-supporting GaN that improves the external quantum efficiency and voltage performance of the microdisplay at lower injection current densities (Figure 2)特に,ホモエピタクシーはより薄い壁と鋭いインターフェースを達成する一方,ヘテロエピタクシーでは同じ構造がTEM検査でより曖昧なプロファイルを示します.
図2: 多量子井戸領域のトランスミッション電子顕微鏡画像:a) オリジナルと最適化されたホモエピタキシー構造,b) 異質エピタキシーで実現された最適化された構造.c) 均質なエピタキシアルマイクロLEDチップの外部量子効率d) 均質な小軸型マイクロLEDチップの電流電圧曲線
薄いバリアは,部分的に外傷の周りに容易に形成されるV型の穴をシミュレートする.ヘテロエピタキシャルLEDでは,V型の穴が有益なパフォーマンス効果を持っていることが判明しました.光の領域に穴を注入する改善など部分的にV型穴の周りの多量子井戸構造の薄化障壁による.
注入電流密度が10A/cm2であるとき,均質なエピタキシアルLEDの外部量子効率は7.9%から14.8%に増加する.10μA の電流を動かすのに必要な電圧は 2 から.78Vから2.55V
ZMSH ガスナリン・ウエーファー溶液
高速,高温,高電力処理能力の需要が増加しているため,半導体産業は半導体として使用される材料の選択を再考するようになりました.
シリコンの使用は ムーアの法則を 維持するのが困難になっています しかしパワー電子でも需要のために成長しています..
独特の特性 (高最大電流,高断熱電圧,高スイッチ周波数) によって,ガリウムナイトリッドGaNはについて未来のエネルギー問題を解決するためのユニークな材料. GaNベースのシステムはより高い電力効率を持ち,それによって電力損失を削減し,より高い周波数で切り替え,したがってサイズと重量を削減します..
