Размерный эффект красных микросветодиодов AlGaInP на кремниевой подложке
В исследовании, опубликованном в журнале Results in Physics, исследовательская группа под руководством профессора Лян Цзинцю из Чанчуньского института оптики, точной механики и физики (CIOMP) Китайской академии наук исследовала размерный эффект фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP) красные микро-светодиоды на кремниевой подложке.
Технологический поток красных вертикальных микросветодиодов на кремниевой подложке: (а) нанесение различных металлических слоев на кремниевую пластину, (б) нанесение различных металлических слоев на эпитаксиальную пластину, (в) соединение, (г) отделение подложки GaAs от структура светодиода, (д) экспонирование слоя n-GaAs, (е) травление индуктивно-связанной плазмой и осаждение металлических электродов. Показаны изображения сканирующего электронного микроскопа для различных размеров чипов: (g) 160 мкм, (h) 80 мкм, (i) 40 мкм, (j) 20 мкм и (k) 10 мкм. Увеличение зависит от изображения. Белая пунктирная линия — это область свечения светодиода. Под. = субстрат. MQW = многоквантовая яма. Кредит: Результаты по физике (2022). DOI: 10.1016/j.rinp.2022.105449
Микросветодиоды используются во многих областях благодаря их превосходным характеристикам, таким как микродисплеи, связь видимым светом, оптические биочипы, носимые устройства и биосенсоры. Получение высокого разрешения и высокой плотности пикселей является одной из ключевых технических задач при работе с дисплеями с микро-светодиодной матрицей, поскольку для этого требуются все меньшие размеры чипа и шаг пикселя.
В исследовании, опубликованном в журнале Results in Physics, исследовательская группа под руководством профессора Лян Цзинцю из Чанчуньского института оптики, точной механики и физики (CIOMP) Китайской академии наук исследовала размерный эффект фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP) красные микро-светодиоды на кремниевой подложке.
Исследователи приняли формулу травления с низким уровнем повреждения и кремниевые подложки с лучшим рассеиванием тепла, чтобы избежать светопоглощающих свойств подложек GaAs.
Экспериментальные результаты показывают, что микросветодиоды меньшего размера имеют меньший ток утечки и большее последовательное сопротивление и могут выдерживать более высокую плотность тока без эффекта скопления тока.
Из-за большего отношения периметра к площади малогабаритных микросветодиодов увеличивается безызлучательная рекомбинация, что приводит к меньшей внешней квантовой эффективности. Но меньшие по размеру микросветодиоды могут облегчить проблему падения эффективности по току.
Кроме того, из-за лучшего отвода тепла при высоком токе инжекции микро-светодиоды меньшего размера (<80 мкм) имеют меньший сдвиг центральной длины волны.
Стоит отметить, что измеренный локальный минимум идеального фактора одинаков для разных размеров чипов. Это указывает на то, что размерный эффект, вызванный технологическим процессом, может быть подавлен обработкой боковых стенок.
В условиях постоянной плотности тока край меньшего микросветодиода ярче, потому что длина распространения тока меньшего микросветодиода относительно велика, что приводит к более высокой плотности тока на границе.
Красные микросветодиоды AlGaInP, изготовленные на кремниевой подложке с формулой травления с низким уровнем повреждения, могут подавлять размерный эффект, вызванный процессом. Эти экспериментальные результаты обеспечивают важную основу для разработки и производства красных микросветодиодов с различными размерами пикселей.
