Flusso di processo di micro-LED verticali rossi su substrato di Si:(a) deposizione di diversi strati di metallo sul wafer di Si, (b) deposizione di diversi strati di metallo sul wafer epitassiale, (c) legame, (d) separazione del substrato di GaAs dal la struttura del LED, (e) esposizione dello strato di n-GaAs, (f) incisione al plasma accoppiata induttivamente e deposizione di elettrodi metallici. Vengono mostrate immagini al microscopio elettronico a scansione di chip di diverse dimensioni:(g) 160 µm, (h) 80 µm, (i) 40 µm, (j) 20 µm e (k) 10 µm. L'ingrandimento varia in base all'immagine. La linea tratteggiata bianca è l'area di emissione della luce del LED. Sub. = substrato. MQW = pozzo multiquantistico. Credito:Risultati in fisica (2022). DOI:10.1016/j.rinp.2022.105449
I micro-LED sono stati utilizzati in molti campi grazie alle loro prestazioni superiori, come micro-display, comunicazioni con luce visibile, biochip ottici, dispositivi indossabili e biosensori. Ottenere un'alta risoluzione e un'elevata densità di pixel è una delle principali sfide tecniche del lavoro con i display a matrice di micro-LED, poiché richiede dimensioni del chip e pixel pitch sempre più piccoli.
In uno studio pubblicato su Results in Physics , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Liang Jingqiu del Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) dell'Accademia cinese delle scienze ha studiato l'effetto dimensionale dei micro-LED rossi di alluminio gallio fosfuro di indio (AlGaInP) su substrato di silicio.
I ricercatori hanno adottato una formula di incisione a basso danno e substrati in silicio con una migliore dissipazione del calore per evitare le proprietà di assorbimento della luce dei substrati GaAs.
I risultati sperimentali mostrano che i micro-LED più piccoli hanno una corrente di dispersione minore e una resistenza in serie maggiore e possono sopportare una densità di corrente maggiore senza l'effetto di affollamento della corrente.
A causa del rapporto perimetro-area più ampio dei micro-LED di piccole dimensioni, la ricombinazione non radiativa aumenta, il che porta a una minore efficienza quantistica esterna. Ma micro-LED più piccoli possono alleviare il problema del calo dell'efficienza ad alta corrente.
Inoltre, a causa di una migliore dissipazione del calore con un'elevata corrente di iniezione, i micro-LED più piccoli (<80 μm) hanno uno spostamento della lunghezza d'onda centrale più piccolo.
Vale la pena notare che il fattore ideale minimo locale misurato è coerente per le diverse dimensioni del chip. Ciò indica che l'effetto dimensionale causato dalla tecnologia di processo può essere soppresso dal trattamento del fianco.
In condizioni di densità di corrente costante, il bordo del chip micro-LED più piccolo è più luminoso, perché la lunghezza di diffusione della corrente del micro-LED più piccolo è relativamente grande, con conseguente maggiore densità di corrente al confine.
I micro-LED rossi AlGaInP preparati su un substrato di silicio con formula di incisione a basso danno possono sopprimere l'effetto dimensionale causato dal processo. Questi risultati sperimentali forniscono una base importante per la progettazione e la produzione di micro-LED rossi con diverse dimensioni dei pixel. + Esplora ulteriormente
