Baserat på gallium nitrid teknik och befintliga tillverkningsanläggningar, kan stam teknik ge en genomförbar metod för mikro-display.
Baserat på stammen engineering av indium galliumnitrid (InGaN) flera quantum wells, University of Michigan har utvecklat en monolitisk integrerad amber-grön-blå LED (Fig 1). Stam konstruktion uppnås genom etsning olika diametrar av nano-kolumner.
Fig. 1. De olika diametrarna av nano-kolumn ledde matrisen från Top-down tillverkning schematiska
Forskare hoppas att producera en röd-grön-blå ledde i framtiden med en 635nm ljus quantum well, som tillhandahåller en livskraftig metod för en mikro-display baserat på denna pixel ledde. Andra potentiella tillämpningar inkluderar belysning, biosensorer och optiska genetik.
Förutom stöd från National Science Foundation (NSF) stöder Samsung tillverkning och konstruktion. Forskarna hoppas att utveckla en chip-nivå multicolor LED plattform som bygger på befintlig tillverkning infrastruktur.
Epitaxiell material odlas på 2-tums nr-mönstrad safirer med hjälp av metall-organisk kemisk förångningsdeposition (MOCVD). Lysande aktiva regionen består av 5 2 5nm InGaN fällor åtskilda av en 12nm gan grind. Den elektroniska spärrskikt och P-kontakta lagret består av 20nm galliumnitrid (P-al0.2ga0.8N) och 150nm P-gan respektive.
Nano-kolumnen bildas med hjälp av electron beam litografi och nickel masken används för blandade våta och torra etsning processen. De flesta av etsningen är torr induktivt kopplad plasma, och fasen våta etsning används för att uppnå den slutliga diametern och ta bort skador från torr etsning steg. Etsning djupet handlar om 300nm. Under hela tillverkningsprocessen, är etsning masken skyddat för att skydda P-gan ytan.
Efter den plasma utökad kemisk förångningsdeposition (PECVD) av 50nm kiselnitrid utfördes, bildades struktur med hjälp av en roterande-belagda glas för att isolera N och P-gan delar.
Torr-typ korrosion av platt struktur att exponera spetsen på kolumnen. Ta bort nickel mask materialet salpetersyralösning. P-kontakt Nickel/guld metallisering är termiskt glödgas i luften.
Enheten elektriska prestanda visar en låg läckage av om 3 x 10-7a per pixel på 5V omvänd bias. Det låga läckaget tillskrivas till två faktorer-den tillplattade quantum väl ger låg nuvarande trängsel effekt, och begränsningen av stam-initierade transportören till mitten av nano-kolumnen. Risken för en minskad effekt på grund av större strömtäthet i en smalare kolumn kan förbättras genom att minska stammen, vilket minskar quantum gräns ”skarp effekten” av det elektriska fältet orsakas av kostnad polariseringen av de kemiska bindningarna i the-nitrid.
Pixlar består av kolumner med olika diametrar och olika färger (Fig 2). Diametern ökar, våglängd blir längre och variationen är större. Forskarna kan tillskrivas förändringen quantum väl tjocklek förändringar på rånet.
QQ skärmdump 20170916103202. png
Fig. 2. (a) rumstemperatur electroluminescent spectra blå (487nm), grön (512nm), Orange (575nm) och gult (600nm) ljus erhålls från 50nm, 100nm och 800nm diameter nano kolumner och tunn film ledde pixlar.
(b) våglängd av ljus som erhållits genom endimensionell stress avkoppling teori.
(c) den största toppen enligt olika ställning partisk spänningar.
Med ökningen av spänning och nuvarande injektion visar mer och mer lös smala nanorör också mindre våglängd blå SKIFT. 800nm diameter nano kolumn pixel blå Skift mellan 2.8V och 4V är 40nm. Detta beror på forskargruppen siktning genom fältet stam-beroende spänning i fällan.
Laget fast den bias spänningen och ändras intensiteten genom puls frekvens modulering, därmed stabilisera produktionen våglängden av pixeln. Genom detta experiment, är det visat att alla pixel typer ger stabil våglängd och relativa Elektroluminiscens intensitet, och plikt förhållandet puls signalen ändras nästan linjärt. Pulse bredd är 400μs. Puls frekvens varierar mellan 200Hz och 2000Hz.
