據外媒報導，美國加州大學聖塔芭芭拉分校（University of California, Santa Barbara，UCSB）宣稱已首次展示了尺寸小於 10 微米的 InGaN 基紅光 Micro LED 晶片，並透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

之前，具備 InGaN 基紅光 Micro LED 晶片規模化量產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 並沒有公布外量子效率的數據。

Pasayat 表示，小於 10 微米的 Micro LED 對於 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 晶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 晶片外量子效率僅為 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，並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 晶片的外量子效率，目前正在計劃提升材料的質量，改善生產步驟。

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，主要是因為後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 晶片最小尺寸為 20 微米，而外量子效率未知。

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

此外，在巨量轉移製程上，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，以避免在晶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，並且 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 材料在製作顯示應用的紅光畫素晶片上將有巨大潛力。

另外，UCSB 曾與首爾偉傲世針對尺寸小於 5 微米 Micro LED 外量子效率變化趨勢展開研究，基於研究結果，他們認為 InGaN 基紅光 Micro LED 有望幫助製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 應用於智慧手機、AR 眼鏡及 4K 電視等高端顯示領域。

（作者：LEDinside Janice）