中国のXiamen大学とLatticePower Co Ltdは、シリコン（SI）で成長しているアルミノーマ（Alingan）構造で作られたミクロングレードグローダイオード（LED）の特性を報告しました。仮想現実と拡張現実（VR/AR）システム[Xi Zheng et al。、Appl.Phys.Lett。、V124、P051103、20124]。

「シリコンベースで成長するインガンベースの赤、緑、青（RGB）マイクロ光学ダイオードシステムの色特性を研究する人はほとんどいません。熱散逸。」



図1：（a）直径がそれぞれ8μmと20μmの赤、緑、青のマイクログローダイオード（1 A/cm 2）の電気泳動放出画像。（b）赤/緑/青のマイクロLEDの有意な交差セクション。


研究者は、4インチ（111）で金属有機化学ガス堆積（MOCVD）を使用して、対応するマイクロLED材料を調製します（図1）。

直径8μmと20μmのLEDが作成されています。最初のステップは、電子ビームを備えたP-GAN接触層に鉱床銀/チタン/TSAR（Ag/Ti/W）を蒸発させることです。材料とキーを（100）Si基板にひっくり返し、（111）を除去して基板を成長させます。n接触電極は酸化スズ（伊藤）で構成されています。シリシン（SIO2）はパッシベーションに使用されます。

緑と青のマルチカントゥムトラップ（MQW）アクティブエリアは、インガントラップとGANの潜在的な障壁を備えた8サイクル構造を使用していますが、赤いデバイスには、ALN/ALGAN/GANによって分離されたインガンによって区切られた3つのトラップしかありません。目的は、格子の互換性を低下させ、高いパペットコンテンツの応答を減らすことです。

長い波長赤色光伝送デバイスは性能を低下させました。電流電圧測定は、波長の増加を伴う理想的な因子（n、 "理想" = 1）を示しています。青、緑、および赤の輝くダイオードは、それぞれ1.79、2.60、および3.08です。グループは次のようにコメントしています。「Nが2を超える場合、負荷噴射効率の低下は、トラップ補助トンネル、負荷漏れなどを含む重大な欠陥のない不合理なキャリアによるものである可能性があります。欠陥によって誘発される非放射センター。」


表1：マイクロレッドパフォーマンス、直径8μm。



直径8μm（表B）および直径20μm（表C）の光発光に関する研究は、長波長と小径の外部量子効率（EQE Max）の最大性能を示しています。さらに、起動スペクトルの半ピークフル幅（FWHM）は、緑と赤のデバイスで広くなります。

小規模なデバイスの性能の低下は、サイドウォールダメージの重要性に起因しており、電子および洞窟電荷のより大きな非放射複合材につながります。


表2：マイクロレッドパフォーマンス、直径20μm。




さらに、スターク効果（QCSE）のより強力な量子制限と、より高いタドポール含有量の不足密度が高いため、より深刻な減少を引き起こすために長い波長が必要です。最大値。QCSEとは、異なる層の化学結合の異なる電荷分極から、ひずみ半導体構造の強力な電界を指します。

小さいデバイスの低い垂れ下がった効果は、「よ​​り小さなメッサでの現在の集まりと熱散逸の改善」に起因しています。

構築されたQCSE電界のシールドと充填効果により、バンドギャップが効果的に拡大したため、デバイスは高電流注入の下で青色にシフトしました。

研究者は、組み合わせと個別のデバイスの色性能を計算しました（図2）。研究者は、ITU-Recomgeten Bt.2020（Rec.2020）および全国テレビシステム共産党の比較基準を使用しています。RGB LED比較比較の概念ディスプレイのカラーマップ上のカラートライアングル領域と標準が比較されます（したがって、100％を超える可能性があります）。カバレッジレートには、標準の内部領域に対する三角形の表示領域のみが含まれます（したがって、100％未満でなければなりません）。



図2：（a）混合RGBミニチュアLEDシステムのLED面積比の現在の密度密度。（b）異なる電流密度の下でのRec。2020およびRec。2020のカバレッジ。（c）サイ​​ズが8μmおよび20μmの個別のRGBマイクロモルタルダイオードの色純度と電流密度の関係。

RGBデバイスの色の純度に関しては、電流注入の増加に伴い、緑色のLEDの色の純度が大幅に減少しています。グループは次のようにコメントしています。「RGBハイブリッドシステムの色域は、緑の自己光ユニットの色座標により敏感であるため、20μmの緑色のライトダイオードの純度は低く、面積比と標準を引き起こします。 RGBハイブリッドマイクロオプティカルダイオードシステムレートの色範囲のカラーカバレッジ。」

研究者はまた、290k〜350kのデバイスの熱安定性を研究しています。LED20μmのドリフトは、LED8μmを超えています。研究者は、これは「MESSAの減少を伴うマイクログローダイオードは、8μmマイクロライトダイオードを介してより良い熱放散とより高い色の純度によって説明できる上司の安定性を示すことができる」と述べています。