近年來，隨著Micro LED的市場認可度和需求逐漸提升，生產(chǎn)技術(shù)難題也加速取得了進展，例如技術(shù)瓶頸之一的紅光Micro LED芯片問題。

今年3月，美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）宣布首次展示了尺寸小于10μm的InGaN基紅光Micro LED芯片。

圖片來源：UCSB

近日，沙特阿卜都拉國王科技大學(xué)（KAUST）團隊在研究InGaN基紅光Micro LED芯片方面也獲得了突破性進展。

據(jù)外媒報道，KAUST宣布開發(fā)出一款新型InGaN基紅光Micro LED芯片，外量子效率（EQE）有所提升，可望助力實現(xiàn)基于單一半導(dǎo)體材料的全彩化Micro LED顯示器。

業(yè)界皆知，制造藍光和綠光Micro LED所用的材料是氮化物半導(dǎo)體，而目前紅光Micro LED采用的則是磷化物半導(dǎo)體。需要注意的是，不同半導(dǎo)體材料的結(jié)合會增加RGB全彩Micro LED的生產(chǎn)難度和制造成本。并且，隨著尺寸的微縮，磷化物Micro LED芯片的效率將顯著降低。

另外，發(fā)射紅光的InGaN可通過增加材料中的銦含量實現(xiàn)，但這種方式會降低所得LED的效率，因為GaN和InGaN 晶格里的原子間距的不匹配問題會造成原子級缺陷。

同時，在制造InGaN基Micro LED過程中會產(chǎn)生芯片側(cè)壁損傷，從而降低效率。對此，KAUST團隊通過化學(xué)處理消除了損傷，并保持InGaN和GaN側(cè)壁界面的高晶體質(zhì)量。

邊長47μm的紅光Micro LED芯片（來源：KAUST）

基于此，KAUST團隊制造了一系列邊長為98μm或47μm的方形芯片。其中，47μm芯片的峰值波長為626nm，外量子效率可達0.87%；而且，紅光Micro LED的顏色接近行業(yè)標準Rec. 2020定義的原紅色，因此KAUST認為顏色純度達到了最佳狀態(tài)。

值得關(guān)注的是，改善紅光Micro LED芯片效率仍是相關(guān)廠商研究的重點。此前UCSB就指出，小尺寸及高效率對生產(chǎn)Micro LED而言都至關(guān)重要，其中，Micro LED芯片的外量子效率必須至少為2-5%才能夠滿足Micro LED顯示器的要求。

盡管UCSB成功研發(fā)出了尺寸小于10μm的紅光Micro LED芯片，但外量子效率僅為0.2%，遠達不到目標。不過，UCSB已開始計劃提升材料的質(zhì)量，改善生產(chǎn)步驟，以此來提升紅光Micro LED芯片的外量子效率。

同樣地，KAUST團隊下一步計劃也將力爭改善尺寸更?。ɑ蛐∮?0μm）的紅光Micro LED芯片的效率。未來，KAUST期望通過集成基于氮化物的RGB LED來制造全彩化顯示器。

據(jù)LEDinside了解，KAUST團隊一直致力于研究InGaN基紅光Micro LED。去年，KAUST與德國硅基氮化鎵專家ALLOS Semiconductors宣布達成合作關(guān)系。

圖片來源：ALLOS

雙方旨在解決限制氮基紅光LED在實際工業(yè)應(yīng)用的晶格失配（lattice mismatch ）和量子限制斯塔克效應(yīng)（quantum-confined Stark effect，QCSE）等問題，共同研發(fā)高效硅基InGaN紅光Micro LED。

在此之前，KAUST通過采用局部應(yīng)變補償（Local Strain Compensation）和改良后的MOCVD反應(yīng)腔設(shè)計，在開發(fā)正向電壓（Forward Voltage）低于2.5V且高效的InGaN紅光Micro LED方面獲得了一些突破，并已在藍寶石襯底和Ga2O3（氧化鎵）襯底上生長出紅光LED。（文：LEDinside Janice）

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