华引芯科技完成C1轮融资，德贵资本领投
06-18
随着MicroLED逐渐走近大众视野，克服瓶颈变得更加紧迫，包括红色MicroLED的产量和效率。
InGaN材料潜力巨大，但效率提升仍有限。
许多研究表明，基于磷化物结构的红色LED的外量子效率和其他性能会随着芯片尺寸的缩小而降低，特别是当尺寸缩小到10μm以下时。
载流子扩散长度长，侧壁表面缺陷密度高，性能损失会更严重。
不过，这个问题近年来已经取得了重要突破。
许多全球学者和研究人员包括加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）、阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）、GaNMicroLED材料开发商Porotech、半导体材料供应商Soitec、首尔伟傲世、京能光电等。
研究人员和技术开发人员的研发成果表明，基于InGaN材料的红色MicroLED具有更好的性能，在帮助实现全彩MicroLED方面具有广阔的前景。
但值得注意的是，现阶段红色MicroLED的效率仍然有限。
尤其是小于10μm的芯片效率远远不能满足AR/VR、智能眼镜、抬头显示器等MicroLED终端显示设备的要求。
上述UCSB、KAUST、晶能光电等目前正在通过优化生产步骤、提高材料质量等不同方法积极提高外量子效率。
法国团队开发出一种新结构，有助于提高红光芯片的效率。
最近，由Soitec和格勒诺布尔阿尔卑斯大学（UGA）组成的研究团队在基于埋氧化物的InGaN层上使用外延层沉积技术，开发出基于InGaN的红色LED，比在传统衬底上生长的红色LED产生的应力更小。
换句话说，通过减少InGaN层上的应力，可以提高InGaN基红色MicroLED的效率。
据介绍，这种结构是通过Soitec专有的SmartCut工艺形成的。
由于面内晶格参数的增加和铟融合能力的增强，InGaN量子阱可以跨越整个可见光光谱范围。
同时，InGaN结构还可以降低器件有源区的内部电场，有利于实现更高的效率。
去年，法国研究团队公布了基于InGaNS SmartCut基板的红色MicroLED的研究成果。
当时开发的芯片尺寸从μm×μm到50μm×50μm不等。
最新研究成果取得突破，芯片尺寸已缩小至10μm。
在最新的研究中，研究人员团队使用了两个变量。
一是InGaN籽晶层，铟含量为8%，厚度为nm；另一个是InGaN种子层，铟含量为11%，厚度也是nm。
两者都具有弯曲的台阶基板形状和V形缺陷，并且缺陷密度和尺寸会随着铟含量的增加而增加。
例如，增加铟含量可使V形凹面的尺寸从3×cm-2和nm扩大到2×cm-2和nm。
在芯片生产过程中，首先将衬底装入MOCVD反应室中，然后沉积包括15周期超晶格、多量子阱有源区和电子阻挡层的外延叠层。
上图显示了超晶格的细节。
N型In0.03Ga0.97N/GaN为有源区提供基础，包括5层2nm厚的In0.4Ga0.6N量子阱，由7.5nm厚的In0.03Ga0 .97N势垒隔开组成。
其中，15nm厚的电子阻挡层由Al0.1Ga0.9N制成。
使用高清透射电子显微镜观察异质结构，发现由于局部应力松弛，有源区和电子阻挡层中存在额外的位错。
此前，研究团队采用传统的LED芯片制备工艺，生产出尺寸从μm×μm到10μm×10μm的LED。
先前制备的器件组合受到 V 形缺陷的限制，这些缺陷在穿过结构时会形成从阳极到阴极的电气路径。
为了解决这个问题，用于生产最新一代发射器的制造工艺涉及添加共形层，该共形层通过化学机械抛光进行平坦化。
同时，光致发光测量表明，增加基板中的铟含量可以将MicroLED的发射峰从nm推高到nm。
波长越长，晶格参数越高。
光提取效率、工作电压和晶体质量是关键影响因素。
从终端应用角度来看，MicroLED一定要用在潜力巨大的VR/AR显示等应用领域，尺寸需要缩小到10微米以下。
根据UCSB的说法，外部量子效率至少应为2%-5%才能满足MicroLED显示器的需求。
研究团队指出，10μm MicroLED芯片在8A·cm-2条件下最大外量子效率仅为0.14%，低于UCSB团队0.2%的研发成果，而这主要是受光提取效率低的影响。
具体来说，法国研究团队制备的MicroLED芯片从背面收集光线，但与P型接触的基板并没有覆盖所有顶层的结构，也没有金属来阻止光线逸出。
侧壁。
同时，由于穿过背面的光需要穿过超晶格、埋氧化物和蓝宝石衬底，这个过程也会影响光提取效率。
因此，光提取效率的实际值很难预测，但根据模拟，光提取效率小于4%。
下一步，研究团队需要在提高光提取效率、降低工作电压和提高LED晶体质量等方面下功夫，以提高MicroLED芯片的性能。
虽然提高红色MicroLED芯片的效率还有很长的路要走，但我们相信，在研究团队和技术开发人员的共同努力下，只要“对症下药”，最终一定会取得进一步的成功。
未来。
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