提升30%，紅光Mini LED效率獲新突破

近日，武漢大學周圣軍團隊研發了一種新型肖特基接觸本征電流阻擋層（Schottky-contact intrinsic current blocking layer  (SCBL)），可增強有源區電流擴散，并提高AlGaInP紅光Mini LED光提取效率 (LEE)。

上圖為 (a) 器件結構，以及 (b) 基于 AlGaInP 帶有SCBL的紅光垂直結構Mini LED 的制造工藝流程。(c) SCBL 和 (d) 基于 AlGaInP 的紅光垂直結構Mini LED頂視圖光學顯微鏡圖像。

研究負責人周圣軍表示，團隊利用氧化銦錫 (ITO) 和 p-GaP之間的肖特基接觸特性，以及ITO和p-GaP+之間的歐姆接觸特性構建了SCBL，并通過轉移長度法（transfer length method）進行了演示。

周圣軍表示，SCBL可有效緩解p電極周圍的電流擁擠并促進均勻的電流擴散，從而提高AlGaInP紅光Mini LED的光提取效率。由于電流擴散和光提取的增強，帶有SCBL的Mini LED顯示出更均勻的發光強度分布、更高的光輸出功率和更高的外部量子效率 (EQE)。

據悉，AlGaInP紅光Mini LED因其高亮度、低能耗和長使用壽命的特點，而被廣泛用作全彩顯示器的重要組成部分。

然而，p電極周圍的電流擁擠問題，導致電流在有源區內的分布不均勻。另外，由于有源區產生的大部分光子被不透明的金屬p電極吸收或反射，導致AlGaInP基Mini LED的光提取效率 (LEE) 較低。

為了解決這個問題，研究人員引入了SCBL來改善AlGaInP基Mini LED的電流擴散和光提取。通過在ITO和p-GaP之間使用肖特基接觸，SCBL可以阻止p電極周圍的電流擁擠。電流被迫通過p-GaP+歐姆接觸層注入有源區，避免不透明金屬p電極對光的吸收和反射。

結果顯示，與未使用 SCBL的AlGaInP基Mini LED相比，使用 SCBL的AlGaInP基 Mini LED在20mA電流下，外部量子效率(EQE)可增加高達31.8%。因此，未來SCBL技術有望應用于高效AlGaInP基紅光Mini LED的量產。

值得注意的是，武漢大學周圣軍團隊還曾發布多項LED研究新成果。例如，在深紫外LED領域，該團隊深紫外LED中引入了AlGaN基超薄隧道結（26 nm），將深紫外LED電光轉換效率提升5.5%。

在Mini LED領域，該團隊通過采用全角度分布式布拉格反射器（Full-angle Distributed Bragg Reflector，DBR）提升了藍、綠光倒裝Mini LED芯片的性能。在10mA注入電流條件下，基于ITO/DBR的藍、綠光Mini LED的光輸出功率分別提升了約7.7%、7.3%。