3月22日消息，韓國科學技術院（KAIST）電氣電子工程系Sang Hyeon Kim教授的研究團隊，重新研究了Micro LED（μLED）的效率下降現象，並發現可透過外延結構工程從根本上解決問題。

據悉，Micro LED的製造需透過刻蝕製程，將晶圓上生長的外延結構切割成圓柱體或長方體形狀而形成，刻蝕製程同時伴隨著基於等離子體的製造製程。然而，這些等離子體會在Micro LED畫素製造過程中在畫素側壁形成缺陷。

隨著畫素尺寸變小和解析度的提高，畫素的表面積與體積比增加，加工過程中出現的器件側壁缺陷將進一步降低Micro LED的器件效率。目前，已有大量側壁缺陷減輕或去除的相關研究，但這種方法的效果有限，且必須在外延結構生長完成的後處理階段進行。

針對上述問題，Sang Hyeon Kim教授研究團隊發現，在Micro LED器件運行期間，基於外延結構，流向Micro LED側壁的電流存在差異。透過該發現，該團隊構建了一種對側壁缺陷不敏感的外延結構，以解決Micro LED器件小型化導致效率降低的問題。

此外，與現有外延結構相比，本次提出的結構使Micro LED器件在運行時所產生的熱量減少了約40%，這對於超高分辨率Micro LED顯示器的商業化具有重要意義。

▲ 由具有不同厚度量子勢壘（ quantum barriers）的外延結構製成的Micro LED在電流運行時的電致發光分布圖像。

▲ 相同光量下不同外延結構的器件熱分布圖。

▲ 按尺寸優化的外延結構所製造的μLED器件的歸一化外量子效率。
 

Sang Hyeon Kim 教授表示，這項技術的發展對於找出Micro LED效率下降的原因具有重要意義，效率下降是Micro LED微型化面臨的障礙，透過外延結構的設計可以解決這個問題，期待未來這項技術研究將應用於製造超高解析度顯示器上。

這項研究已於3月17日發表在《自然》期刊上。（LEDinside Irving編譯）