Gebaseerd op gallium-nitride technologie en bestaande productie-installaties, kan stam engineering geven een haalbare methode voor micro-display.
Op basis van de stam engineering van indium gallium-nitride (InGaN) meerdere quantum putten, de Universiteit van Michigan heeft ontwikkeld een monolithische geïntegreerde amber-groen-blauw LED (Fig 1). De stam engineering wordt bereikt door de etsen van verschillende diameters van nano-kolommen.
Fig. 1. De verschillende diameters van de matrix van de nano-kolom onder leiding van het Top-down productie schema
De onderzoekers hopen te produceren van een rood-groen-blauw leidde in de toekomst met een 635nm lichtgevende quantum goed, mits een haalbare methode voor micro-weergave op basis van deze pixel geleid. Andere potentiële toepassingen behoren verlichting, biosensoren en optische genetica.
Naast ondersteuning van de National Science Foundation (NSF) ondersteunt Samsung productie en ontwerp van de apparatuur. Onderzoekers hopen om een chip-niveau multicolor LED platform op basis van bestaande productie-infrastructuur te ontwikkelen.
Epitaxiale materialen worden geteeld op 2-inch neen-patroon saffieren door middel van metaal-organische chemische damp afzetting (MOCVD). De lichtgevende actieve regio bestaat uit 5 2 die 5nm InGaN overlapt gescheiden door een 12nm gan-gate. De elektronische barrière-laag en de P-contact-laag zijn samengesteld uit 20nm gallium-nitride (P-al0.2ga0.8N) en 150nm P-gan respectievelijk.
De Nano-kolom wordt gevormd met behulp van de electron beam lithography, en het masker van nikkel wordt gebruikt voor het proces van gemengde natte en droge etsen. Allermeest naar de ETS is droge inductief gekoppeld plasma en het nat etsen-fase wordt gebruikt om de laatste diameter en om schade van de droge etsen stap. De diepte van de ETS is over 300nm. Tijdens het gehele productieproces, is het etsen masker ter bescherming van het oppervlak van de P-gan beschermd.
Na de plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) van siliciumnitride 50nm werd uitgevoerd, werd de structuur gevormd met behulp van een roterende-gecoat glas te isoleren N en P-gan delen.
Dry-type corrosie van de platte structuur om het uiteinde van de kolom bloot te stellen. De nikkel masker materiaal met salpeterzuur-oplossing verwijderen. P-Contact nikkel/goud metallisatie is thermisch gegloeid in de lucht.
De elektrische prestaties van het hulpmiddel toont een lage lekkage van over 3 x 10-7a per pixel op 5V omgekeerde bias. De lage lekkage wordt toegeschreven aan twee factoren-de afgevlakte quantum biedt ook een lage huidige omvangrijke effect, en de beperking van de stam aangestuurde vervoerder naar het midden van de nano-kolom. Het risico van een verminderde effect als gevolg van grotere stroomdichtheid in een smaller kolom kan worden verbeterd door vermindering van de spanning, waardoor het quantum limiet 'grimmige effect' van het elektrisch veld veroorzaakt door de polarisatie van de lading van de chemische bindingen in de-siliciumnitride.
De pixels bestaan uit kolommen met verschillende diameters en verschillende kleuren (Fig 2). Naarmate de diameter toeneemt, de golflengte wordt langer en de variatie is groter. De onderzoekers toegeschreven de verandering quantum goed dikte veranderingen op de wafer.
QQ screenshot 20170916103202. PNG
Fig. 2. (a) de kamertemperatuur Electroluminescente spectra van blauw (487nm), groen (512nm), oranje (575nm) en Amber (600nm) licht verkregen 50nm, 100nm en 800nm diameter nano kolommen en dunne film leidde pixels.
(b) de golflengte van licht die zijn verkregen door eendimensionale stress ontspanning theorie.
(c) de positie van de belangrijkste piek onder verschillende bevooroordeeld spanningen.
Met de toename van spanning en huidige injectie tonen steeds meer losse smalle nanobuisjes ook minder golflengte blue shift. 800nm diameter nano kolom pixel blauw verschuiving tussen 2.8V en 4V is 40nm. Dit is te wijten aan het onderzoeksteam zeven door het veld van de stam-afhankelijke spanning in de val.
Het team vaste van de bias spanning en veranderd de intensiteit door puls frequentie modulatie, dus het stabiliseren van de golflengte van de uitvoer van de pixel. Via dit experiment, is het aangetoond dat allerlei pixel stabiele golflengte en intensiteit van de relatieve elektroluminescentie geven, en de verhouding van de plicht van de puls signaal bijna lineair wordt gewijzigd. De pulsbreedte is 400μs. De puls-frequentie varieert tussen de 200Hz en 2000Hz.
