Micro LED正加速邁向AR/VR等超高像素密度場景發展，但效率隨尺寸微縮而衰減的尺寸效應，與全彩化制備的覆雜結構，始終是產業化路上的兩道難關。

近日，中日高校先後傳來突破：中國團隊以原位修覆鈍化技術逆轉尺寸效應，日本團隊則首次實現鋱摻雜AlGaN電致發光，為單片全彩開辟新路徑。

廈大團隊破解尺寸效應，2μm Micro LED效率刷新紀錄
廈大物理公眾號消息，廈門大學張榮院士、黃凱教授團隊聯合南京大學、覆旦大學在Nature Photonics發表論文，提出原位幹法修覆鈍化（IDRP）技術，從原子結構修覆與表面電子態調控兩個維度同步入手，實現刻蝕損傷原位修覆與表面鈍化一體化。

研究揭示，尺寸微縮導致效率衰減的核心並非傳統認知的側壁非輻射覆合增強，而是等離子體刻蝕對多量子阱、電子阻擋層等結構造成的損傷，與載流子橫向輸運效應相互耦合，觸發"載流子黑洞"效應，將載流子吸附至芯片邊緣並經非輻射覆合通道消耗。

IDRP工藝修覆Micro-LED側壁原子並鈍化側壁電子態（圖片來源：廈大物理）

IDRP將修覆環節直接嵌入標準幹法刻蝕流程，系統修覆晶格損傷與表面缺陷，重構側壁載流子覆合與輸運行為，突破傳統表面鈍化局限，實現"原子結構修覆"與"電子態重構"的協同調控。得益於此，Micro LED長期受困的尺寸效應被逆轉，呈現顯著的"反向尺寸效應"。

基於該技術，團隊制備的2μm藍光與綠光Micro LED峰值外量子效率分別達64.7%和55.1%，刷新該尺寸量級氮化物Micro LED效率世界紀錄，並同步完成3387 PPI微顯示模塊驗證，打通從原子尺度損傷修覆、超小尺寸高效率芯片制備到高PPI顯示系統集成的全鏈條。

氮化物Micro LED尺寸效應破解與微顯示樣機演示（圖片來源：廈大物理）

更重要的是，IDRP採用全幹法、原位、兼容現有半導體制造流程的路線，為Micro LED突破高效率、小尺寸、高良率與規模制造難以兼顧的瓶頸提供底層支撐；其針對的氮化物刻蝕界面共性損傷問題，對功率電子、射頻器件及光探測器等微納器件的界面工程同樣具有借鑒意義。

大阪大學實現鋱摻雜AlGaN電致發光，Micro LED單片全彩迎新路徑
日本大阪大學與立命館大學研究人員首次展示了鋱摻雜AlGaN基LED的電致發光，有望推動單片Micro LED全彩顯示發展。

據研究團隊介紹，傳統Micro LED依賴帶間躍遷發光，外延完成後顏色即固定，全彩顯示需堆疊多個發光層或橫向排列子像素，結構覆雜，而鋱摻雜AlGaN LED僅憑鋱離子發射即可產生四種顏色，無需覆雜集成結構。

圖片來源：Compound semiconductor

器件在MOCVD反應器中於藍寶石襯底上生長，鋁組分從0.36逐步提升至0.62。二次離子質譜顯示，鋁含量增加時活性區鋱濃度從2.0×10¹⁹ cm⁻³略降至1.5×10¹⁹ cm⁻³；外部量子效率隨鋁濃度提高而上升，高鋁組分器件較低鋁組分高出10倍以上——鋁濃度升高雖劣化電學特性，但合金向摻雜劑的能量傳遞增強，使Tb³⁺發射顯著增強。

LED在約620nm、580nm、550nm和490nm處產生極穩定的電致發光峰，對應鋱離子⁵D₄–⁷FJ（J=3,4,5,6）能級躍遷。

實現單色發射是制備全彩顯示的關鍵。加裝帶通濾波器雖可篩色，但會犧牲效率。研究團隊指出，四種可見光發射均源於Tb³⁺同一⁵D₄激發態的弛豫過程，借助等離子體共振或諧振腔結構耦合特定波長、縮短輻射壽命，即有望調控分支比使單色占優，鋱摻雜玻璃中綠光主導即為佐證。

當前器件EQE仍低於0.01%，但該團隊已在銪摻雜GaN紅色LED上實現接近10%的峰值EQE，通過優化晶體生長條件並發展氧原子等雜質共摻雜技術，鋱摻雜AlGaN的效率有望大幅提升，且其前驅體可液態鼓泡，量產難度預計與常規LED相當。（LEDinside整理）

TrendForce 2025 近眼顯示市場趨勢與技術分析
出刊日期: 2025年8月29日
語系: 中文 / 英文
格式: PDF
頁數: 126

TrendForce 2026 Micro LED 顯示與非顯示應用市場分析
出刊時間: 2026 年 09 月 15 日
檔案格式: PDF
報告語系: 繁體中文 /英文