A partir de la tecnologia de nitruro de gal·lis i de les instal·lacions de fabricació existents, l'enginyeria de tensió pot proporcionar un mètode viable per a la micro-pantalla.
Basat en l'enginyeria de tensió del nitruro de gal de l'indi (InGaN) Diversos pous quàntics, la Universitat de Michigan ha desenvolupat un LED d'ambre verd-blau monolític (Fig. 1). L'enginyeria de tensió s'aconsegueix gravant diferents diàmetres de nano-columnes.
Fig. 1. Els diferents diàmetres de la matriu de la columna nano-columna de l'esquema de fabricació de dalt a baix
Els investigadors esperen produir un futur blau verd vermell amb un pou quàntic lluminós de 635 nm, proporcionant un mètode viable per a una micro-pantalla basada en aquest pixel led. Altres aplicacions potencials inclouen il·luminació, biosensors i genètica òptica.
A més del suport de la National Science Foundation (NSF), Samsung admet disseny de fabricació i equipament. Els investigadors esperen desenvolupar una plataforma LED multicolor a nivell de xip basada en la infraestructura de fabricació existent.
Els materials epitaxials es cultiven amb zafiros no modelats de 2 polzades mitjançant deposició de vapor químic orgànic (MOCVD). La regió activa lluminosa es compon de 5 2 5 nm de trampes InGaN separades per una porta de 12nm de gan. La capa de barrera electrònica i la capa de contacte P es componen de 20nm de nitruro de gal (P-al0.2ga0.8N) i 150nm de P-gan, respectivament.
La nano-columna es forma mitjançant la litografia de feix d'electrons, i la màscara de níquel s'utilitza per a un procés d'aiguafort mixt humit i sec. La major part de l'aiguafort és el plasma acoblat inductivament sec, i la fase d'aiguafort humida s'utilitza per aconseguir el diàmetre final i per eliminar el dany del pas d'aiguafort sec. La profunditat d'aiguafort és d'uns 300 nm. Durant tot el procés de fabricació, la màscara d'aiguafort està protegida per protegir la superfície de P-gan.
Després de la deposició de vapor químic amb plasma (PECVD) de 50nm de nitruro de silici, es va formar l'estructura utilitzant un vidre rotatiu per aïllar les peces N i P-gan.
Corrosió de tipus seca de l'estructura plana per exposar la punta de la columna. Retireu el material de la màscara de níquel amb una solució d'àcid nítric. P-Contact Metallització de níquel / or és tèrmicament recuit en l'aire.
El rendiment elèctric del dispositiu mostra una baixa fugues d'uns 3x10-7a per píxel a 5 V de polarització inversa. Les falles baixes s'atribueixen a dos factors: el pou quàntic aplanat proporciona un efecte de pugna de corrent baix i la restricció de l'operador iniciat per la tensió al centre de la nano-columna. El risc d'un efecte reduït a causa d'una major densitat de corrent en una columna més estreta es pot millorar reduint la tensió, reduint així el límit quàntic de "efecte estanc" del camp elèctric causat per la polarització de càrrega dels enllaços químics en el nitrur.
Els píxels consisteixen en columnes amb diferents diàmetres i diferents colors (Fig 2). A mesura que el diàmetre augmenta, la longitud d'ona es fa més llarga i la variació és més gran. Els investigadors van atribuir el canvi a canvis quàntics de gruixut a l'oblea.
Pantalla QQ 20170916103202. png
Fig. 2. (a) espectres electroluminiscents a temperatura ambient de la llum de la llum de color blau (487 nm), verda (512 nm), taronja (575 nm) i amber (600 nm) obtinguda a partir de columnes nano de 50 nm, 100 nm i 800 nm de diàmetre i píxels dirigits.
(b) La longitud d'ona de la llum obtinguda per la teoria de relaxació d'estrès unidimensional.
(c) La posició del pic principal sota diversos voltatges parcials.
Amb l'augment de la tensió i la injecció de corrent, els nanotubs estrets cada vegada més suaus també mostren menys cabal blau de longitud d'ona. El diàmetre nano de 800 nm de columna de píxel entre 2,8 i 4 V és de 40 nm. Això es deu a que l'equip de recerca selecciona el camp de tensió dependent de la tensió a la trampa.
L'equip va fixar la tensió de polarització i va canviar la intensitat mitjançant la modulació de freqüència de pols, estabilitzant així la longitud d'ona del píxel. A través d'aquest experiment, es mostra que tots els tipus de píxels proporcionen una longitud d'ona estable i una intensitat relativa de la electroluminiscencia, i la relació de servei del senyal de pols es canvia gairebé linealment. L'ample del pols és de 400 μs. La freqüència de pols varia entre 200Hz i 2000Hz.
