Processflöde av röda vertikala mikrolysdioder på Si-substrat:(a) avsättning av olika metallskikt på Si-skiva, (b) avsättning av olika metallskikt på den epitaxiella skivan, (c) bindning, (d) separation av GaAs-substrat från LED-strukturen, (e) exponering av n-GaAs-skiktet, (f) induktivt kopplad plasmaetsning och avsättning av metallelektroder. Avsökningselektronmikroskopbilder av olika chipstorlekar visas:(g) 160 µm, (h) 80 µm, (i) 40 µm, (j) 20 µm och (k) 10 µm. Förstoringen varierar beroende på bild. Den vita prickade linjen är det LED-ljusemitterande området. Sub. = substrat. MQW = multikvantbrunn. Kredit:Resultat i fysik (2022). DOI:10.1016/j.rinp.2022.105449
Mikro-LED har använts inom många områden på grund av deras överlägsna prestanda, såsom mikroskärmar, kommunikation med synligt ljus, optiska biochips, bärbara enheter och biosensorer. Att få hög upplösning och hög pixeltäthet är en av de viktigaste tekniska utmaningarna med att arbeta med mikro-LED-arrayskärmar, eftersom det kräver mindre och mindre chipstorlekar och pixelpitches.
I en studie publicerad i Results in Physics , en forskargrupp ledd av Prof. Liang Jingqiu från Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin undersökte storlekseffekten av röda mikrolysdioder av aluminium galliumindiumfosfid (AlGaInP) på kiselsubstrat.
Forskarna antog en etsformel med låg skada och kiselsubstrat med bättre värmeavledning för att undvika de ljusabsorberande egenskaperna hos GaAs-substrat.
Experimentella resultat visar att mindre mikro-LED har mindre läckström och större serieresistans och kan motstå högre strömtäthet utan strömträngningseffekten.
På grund av det större omkrets-till-area-förhållandet för små mikro-LED-lampor ökar icke-strålningsrekombinationen, vilket leder till en lägre extern kvanteffektivitet. Men mindre mikro-LED kan lindra problemet med sjunkande högströmseffektivitet.
Dessutom, på grund av en bättre värmeavledning under en hög injektionsström, har mindre mikro-LED (<80 μm) en mindre centrumvåglängdsförskjutning.
Det är värt att notera att den uppmätta lokala lägsta idealfaktorn är konsekvent för olika chipstorlekar. Detta indikerar att storlekseffekten som orsakas av processteknologi kan undertryckas av sidoväggsbehandling.
Under villkoret med konstant strömtäthet är kanten på det mindre mikro-LED-chippet ljusare, eftersom strömspridningslängden för den mindre mikro-LED:n är relativt stor, vilket resulterar i högre strömtäthet vid gränsen.
AlGaInP röda mikro-LED:er framställda på silikonsubstrat med lågskada etsningsformel kan undertrycka storlekseffekten som orsakas av processen. Dessa experimentella resultat ger en viktig grund för design och tillverkning av röda mikro-LED med olika pixelstorlekar. + Utforska vidare
