Basé sur la technologie de nitrure de gallium et les installations de fabrication, ingénierie de la souche peut fournir une méthode possible pour micro-affichage.
Partir de la souche d’ingénierie de nitrure de gallium d’indium (InGaN) plusieurs puits quantiques, l’Université du Michigan a développé un monolithique LED intégrée d’ambre-vert-bleu (Fig 1). Le génie de la souche est obtenue par une empreinte de différents diamètres de nano-colonnes.
Fig. 1. Les différents diamètres du tableau nano-colonne dirigée depuis le schéma de fabrication de haut en bas
L’espoir des chercheurs pour produire un rouge-vert-bleu a conduit à l’avenir avec une puits, 635nm lumineux quantique fournissant une méthode viable pour un micro-affichage basée sur ce pixel a conduit. Autres applications potentielles incluent illumination, biocapteurs et optique génétique.
Outre le soutien de la National Science Foundation (NSF), Samsung prend en charge la fabrication et la conception de l’équipement. Les chercheurs espèrent développer une plate-forme de LED multicolore puce niveau basée sur les infrastructures existantes de fabrication.
Épitaxiales matières sont cultivées sur 2 pouces aux motifs non saphirs par dépôt chimique en phase vapeur métallo-organiques (MOCVD). La région active lumineuse se compose de 2 5 que pièges 5nm InGaN séparés par une barrière de gan 12nm. La couche barrière électronique et la couche de P-contact sont composées respectivement de nitrure de gallium de 20 nm (P-al0.2ga0.8N) et 150nm P-gan.
La Nano-colonne est formée à l’aide de lithographie à faisceau d’électrons, et le masque de nickel est utilisé pour le procédé mixte gravure humide et sèche. La plupart de la gravure est sèche plasma à couplage inductif, et la phase de gravure humide est utilisée pour obtenir le diamètre final et de supprimer les dégâts de l’étape de gravure sèche. La profondeur de gravure est sujet de 300nm. Pendant le processus de fabrication, le masque de la gravure est protégé pour protéger la surface P-gan.
Après que le dépôt chimique en phase vapeur plasma-enhanced (PECVD) de nitrure de silicium de 50nm a été réalisé, la structure a été créée en utilisant un verre enduit de rotation afin d’isoler les parties N et P-gan.
Corrosion de type sec de la structure plate d’exposer l’extrémité de la colonne. Retirez le matériau de masque de nickel avec une solution d’acide nitrique. P-Contact Nickel/or métallisation est thermiquement recuite dans l’air.
Le rendement électrique de l’appareil montre une faible fuite de sur 3 x 10-7 a par pixel à 5V polarisation inverse. La faible fuite est attribuable à deux facteurs-le quantum aplatie bien fournit un effet d’encombrement courant faible et la restriction du transporteur initiée par la souche au centre de la nano-colonne. Le risque d’un effet réduit en raison d’une plus grande densité de courant dans une colonne plus étroite peut être amélioré en réduisant la souche, ce qui réduit la quantique limite « effet stark » du champ électrique causé par la polarisation de la charge de la liaison chimique dans le nitrure.
Les pixels sont constitués de colonnes avec différents diamètres et de différentes couleurs (voir fig.2). Comme le diamètre augmente, la longueur d’onde s’allonge et la variation est plus grande. Les chercheurs ont attribué le changement à des changements d’épaisseur bien quantique sur la plaquette.
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Fig. 2. b température ambiante électroluminescent spectres de bleu (487nm), vert (512nm), Orange (575nm) et Amber (600nm) lumière provenant de 50nm, colonnes de nano de diamètre 100 nm et 800 nm et couche mince conduit pixels.
(b) la longueur d’onde de la lumière obtenue par la théorie de relaxation stress unidimensionnel.
(c) la position du pic principal sous diverses biaisée des tensions.
Avec l’augmentation de la tension et l’injection de courant, plus lâches nanotubes étroits montrent également moins décalage vers le bleu longueur d’onde. 800 nm diamètre nano colonne pixel blue shift entre 2.8V et 4V est 40nm. Cela est dû à l’équipe de recherche, fouillant dans le champ de tension dépendante de la souche dans le piège.
L’équipe fixe la tension de polarisation et changé l’intensité par modulation de fréquence du pouls, stabilisant ainsi la longueur d’onde de sortie du pixel. Grâce à cette expérience, il est démontré que tous les types de pixels donnent stable longueur d’onde et l’intensité relative de l’électroluminescence, et le ratio de l’obligation de l’impulsion est changé presque linéairement. La largeur d’impulsion est 400μs. La fréquence d’impulsion varie entre 200 et 2000Hz.
