名城大學與KAUST共同研發疊層式全彩Micro LED

   近日，外媒報道，日本名城大學與沙特阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）共同研發了像素密度為330PPI的單片疊層全彩RGB氮化鎵銦（GaInN）Micro LED陣列。

   據悉，在Micro LED外延制造階段，研究團隊通過金屬有機氣相外延(MOVPE)技術，分兩個階段在GaN基板上生長RGB Micro LED陣列材料。其中，藍光和綠光層由名城大學團隊負責生長，最后的紅光階段由KAUST團隊負責生長，RGB層間由隧道結 (Tunnel Junctions,TJ) 分隔。

LED多重堆疊結構的橫截面示意圖,圖源：Semiconductor TODAY

   對于氮化鎵銦材料的應用，研究人員解釋到，對于可見光譜里的紅光效率，氮化鎵銦已取得了新的進展，此外，氮化鎵銦LED的發光效率受Micro LED尺寸縮小的影響較小；在紅光LED結構中的n型GaN層和有源層之間插入藍光氮化鎵銦超晶格和氮化鎵銦SQW，可提高紅光LED的發射效率。

   在外延制造完成后，該材料被制作成密度為330PPI的RGB 像素（如下圖）。 Micro LED的尺寸為73μm x 20μm，器件臺面尺寸為35μm x 15μm。

Micro LED陣列工藝流程示意圖,圖源：Semiconductor TODAY

   經研究人員測試，從基板側收集到的數據顯示，在電流密度為50A/cm2下的藍-綠-紅Micro LED電致發光(EL)光譜的峰值波長分別為486nm、514nm和604nm（圖 3）。相應的半峰全寬(FWHM)為29nm、31nm和52nm，這些數值與單獨制造的LED器件數值相似。

藍-綠-紅 Micro LED電致發光(EL)光譜,圖源：Semiconductor TODAY

   而在10A/cm2的注入電流下，綠光Micro LED的光輸出功率(LOP)幾乎達到0.8μW，紅光和藍光的LOP分別小于0.2μW和0.1μW。