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06-06
首尔伟傲世和加州大学圣塔芭芭拉分校 (UCSB) 一直在探索缩小绿色和蓝色 InGaN Micro LED 直径的影响。
LED 的外量子效率 (EQE) 通常会因器件表面的非辐射复合而导致尺寸减小而降低。
首尔伟傲世/UCSB 团队发现蓝色 LED 具有显着的这种效果，但绿色 LED 受影响较小。
事实上，当 LED 直径小于 10μm 时，绿光 LED 的效率比蓝光 LED 更高。
研究人员还认为，与标准商用磷化铝镓铟 (AlGaInP) 产品相比，红色 InGaN LED 可能具有类似的直径交叉效应。
红色 InGaN LED 存在较高的载流子局域效应，进一步降低了表面复合速度 (SRV)。
研究小组报告称：“红色AlGaInP的SRV甚至高于蓝色InGaN，而红色InGaN的SRV低于绿色InGaN。
因此，红色AlGaInP和红色InGaN之间很可能存在相似的SRV微型 LED。
” EQE 交叉，InGaN 器件将在更小尺寸中胜出。
”研究人员希望InGaN Micro LED的亮度和可靠性提高、功耗降低、使用寿命延长以及尺寸缩小等因素将推动其在4K电视、智能手机中的应用。
手机和增强现实（AR）眼镜等领域。
研究人员开发了一种组合干法蚀刻工艺，无需精确的单独步骤（如下）。
电介质通孔通过自对准湿法底切蚀刻形成。
该工艺首先在 LED 外延晶圆上全面沉积 30 nm 的氧化铟锡 (ITO) 透明导体、nm 的二氧化硅 (SiO 2 ) 和 nm 的氮化硅 (SiN)。
LED制造工艺：(a)毯式ITO/SiO2/SiN沉积； (b)干台面蚀刻； (c) 选择性 SiO2 底切； (d) 钝化溅射沉积； (e) SiO2 剥离； (f) 干法蚀刻钝化和接触/探针焊盘的形成使用干法蚀刻，同时使用缓冲氢氟酸 (HF) 溶液选择性地底切 SiO2。
通过溅射纳米氧化铝 (Al2O3) 进行钝化。
剥离过程使用蒸气 HF 来选择性地去除 SiO2 材料。
Al2O3 的干法蚀刻暴露了 n-GaN 接触层。
最后，使用电子束蒸发和剥离技术应用反射 //nm 铝/镍/金 (Al/Ni/Au) 的通用接触/探针板。
该制造工艺是在用于绿光（nm 波长）和蓝光（nm）LED 的 C 面蓝宝石上的商业外延材料上进行的。
圆形 LED 的直径范围为 1μm 至 30μm。
蓝色 LED 的 EQE 随着直径减小到 5 μm 而降低，但在 1-5 μm 范围内保持大致相同的水平（下图）。
相比之下，绿色 LED 在整个 1-30μm 直径范围内表现出较小的性能下降。
1-30 μm 器件的 (a) 蓝色和 (b) 绿色波长的 EQE 与对数电流密度。
显示具有最高测量峰值 EQE 的设备的结果。
蓝色 LED 还表现出在峰值 EQE 值处向增加电流密度的转变。
同样，绿色 LED 峰值电流密度显然不受影响。
就峰值EQE值而言，两款器件在10-30μm直径范围内都具有相当稳定的性能，其中蓝光LED性能主要下降超过1-10μm范围。
事实上，绿色器件在直径低于 10 μm 时表现出出色的峰值 EQE。
研究人员评论道：“这种交叉现象非常引人注目，因为已知大块绿色 InGaN 材料的内量子效率 (IQE) 低于蓝色材料。
”材料质量较低会导致 IQE 较低，部分原因是维持铟含量需要较低的生长温度，以及 InGaN 与周围 GaN 层之间的拉力增加。
其他因素包括抑制辐射复合（量子限制斯塔克效应）的化学键的不同离子特性产生的内置电场，以及由于 InGaN 合金成分不均匀而导致载流子局域化而产生的俄歇图案。
重组增加。
研究人员将载流子局域化作为较小直径绿色 LED 较高峰值 EQE 的可能解释。
由于载流子被捕获/定位，因此它们不太可能到达 LED 表面，从而避免了非辐射复合的路径。
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