UCSB團隊利用MOCVD隧道結提高InGaN Micro LED效率

Micro LED的發光效率會隨著尺寸微縮而下降,從而導致檢測與維修問題增多,這是Micro LED面臨的關鍵技術難題之一。鑒於此,相關技術研究員嘗試在外延片生產階段提高Micro LED的效率。

一個加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara,UCSB)的研究團隊,包括目前任職於該校的諾貝爾獎得主中村修二(Shuji Nakamura)近來發表的最新研究,透過改善MOCVD生長方式製造出具備晶圓隧道結(Epitaxial Tunnel Junctions, TJs)的高性能InGaN Micro LED。


(圖片來源: Li et al. 2020)

該論文發表在《光學快報》上,標題為《通過MOCVD選擇性區域生長技術生長具有外延隧道結的InGaN Micro LED的與尺寸無關的低電壓》(Size-independent Low Voltage of InGaN Micro-light-emitting Diodes with Epitaxial Tunnel Junctions Using Selective Area Growth by Metalorganic Chemical Vapor Deposition),描述了通過MOCVD選擇性區域生長法(SAG)製備具有晶圓隧道結Micro LED的研究結果。

InGaN隧道結LED具有高效低光衰的特點,並且採用MOCVD生長能夠輕易擴大規模以實現量產。但是,生長隧道結LED的挑戰性很高,因此,UCSB研究團隊採用選擇性區域生長技術來攻克具有晶圓隧道結Micro LED現階段的技術問題。


(圖片來源: Li et al. 2020)

論文顯示,UCSB團隊使用在PPS上生長的藍色InGaN LED晶圓片來實現隧道結的再生長。沒有使用SAG技術以及使用SAG技術製備的具有隧道結Micro LED的發光均勻性對比如上圖,包含20μm、40μm、60μm、80μm、100μm。此外,使用SAG技術還降低了具有隧道結Micro LED的正向電壓,並提高了效率。

具體而言,研究團隊描述了通過MOCVD生長的具有隧道結GaN Micro LED的最低正向電壓。使用SAG技術製備的具有隧道結Micro LED的正向電壓與尺寸無關,在 20 A/cm2時為3.24-3.31 V,與普通MOCVD生長的具有隧道結Micro LED相比,改善顯著。另外,研究團隊還觀察到其輸出功率與封裝器件的外量子效率也得到提高。這些研究結果均表明SAG技術在實現MOCVD生長隧道結方面潛力無限。(LEDinside Janice編譯)

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