近日,外媒报道,日本名城大学与沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)共同研发了像素密度为330PPI的单片叠层全彩RGB氮化镓铟(GaInN)Micro LED阵列。
据悉,在Micro LED外延制造阶段,研究团队通过金属有机气相外延 (MOVPE)技术,分两个阶段在 GaN 基板上生长 RGB Micro LED阵列材料。其中,蓝光和绿光层由名城大学团队负责生长,最后的红光阶段由KAUST团队负责生长,RGB层间由隧道结 (Tunnel Junctions,TJ) 分隔。
对于氮化镓铟材料的应用,研究人员解释到,对于可见光谱里的红光效率,氮化镓铟已取得了新的进展,此外,氮化镓铟LED的发光效率受Micro LED尺寸缩小的影响较小;在红光LED结构中的n型GaN层和有源层之间插入蓝光氮化镓铟超晶格和氮化镓铟SQW,可提高红光LED的发射效率。
在外延制造完成后,该材料被制作成密度为330PPI的RGB 像素(如下图)。 Micro LED的尺寸为73μm x 20μm,器件台面尺寸为35μm x 15μm。
Micro LED阵列工艺流程示意图,图源:Semiconductor TODAY
经研究人员测试,从基板侧收集到的数据显示,在电流密度为50A/cm²下的蓝-绿-红 Micro LED 电致发光 (EL) 光谱的峰值波长分别为486nm、514nm 和 604nm(图 3)。相应的半峰全宽 (FWHM) 为 29nm、31nm 和 52nm,这些数值与单独制造的LED器件数值相似。
蓝-绿-红 Micro LED电致发光 (EL) 光谱,图源:Semiconductor TODAY
而在 10A/cm²的注入电流下,绿光Micro LED的光输出功率 (LOP) 几乎达到 0.8 μW,红光和蓝光的LOP分别小于0.2μW和0.1μW。