ガリウム窒化物技術に基づいて、既存の製造設備、歪みはマイクロディス プレイ用実行可能なメソッドを提供できます。
歪みに基づく多重量子井戸のインジウム窒化ガリウム (InGaN) のエンジニア リング、ミシガン大学は、モノリシック統合されたこはく色-緑、青 LED (図 1) を開発しました。歪エンジニア リングは、直径の異なるナノ構造をエッチングによって実現されます。
図 1。トップダウンの製造概略図からナノ列の led アレイのさまざまな直径
赤、緑、青を出す研究者希望は 635 nm 発光量子井戸と将来的に導いた導いたこのピクセルに基づいてマイクロディス プレイ用の現実的な方法を提供します。他の潜在的なアプリケーションには、照明、バイオ センサー、光遺伝学が含まれます。
に加えて、サポート国立科学財団 (NSF) から、サムスンは、製造や機器の設計をサポートしています。研究者は、既存の製造インフラストラクチャに基づいてチップレベル多色 LED プラットフォームの開発を望みます。
エピタキシャル材料は、有機金属化学気相成長 (MOCVD) による 2 インチなしパターン化されたサファイアで栽培しています。発光のアクティブな領域は 12 nm gan ゲートで区切られた 5 nm InGaN トラップ 5 2 から成っています。電子障壁層と P 接触層は、それぞれ 20 nm 窒化ガリウム (P al0.2ga0.8N) と 150 nm P 型 gan ので構成されます。
電子線リソグラフィーを用いたナノ列が形成され、混合のウェットとドライ エッチング プロセスのニッケル マスクが使用されます。エッチングのほとんどはドライ誘導結合プラズマとウェット エッチング段階を使用して最終の直径を達成するために、ドライ エッチングのステップから被害を削除します。エッチング深さは約 300 nm です。全体の製造プロセス中にエッチング マスクが P 型 gan の表面を保護するために保護されています。
50 nm 窒化ケイ素のプラズマ強化化学気相堆積 (PECVD) を実行した後、構造が N と P 型 gan の部分を分離する回転コーティング ガラスを使用するによって結成されました。
列のヒントを公開するフラットな構造の乾式腐食。硝酸ニッケル マスク材料を削除します。P お問い合わせニッケル/ゴールド金属は空気中アニールします。
デバイスの電気的性能は、5 v 逆バイアスで 1 ピクセルあたり 3 x 10-7 a についての低リークを示しています。低リークは 2 つに起因する要因、平坦化された量子も低電流集中効果とナノ列の中央にひずみが開始したキャリアの制限を提供します。狭い列の電流密度を高めるによる削減効果のリスクは、歪み、量子限界「シュタルク効果」、窒化の化学結合の電荷分極による電界のを減らすを減らすことによって改善できます。
ピクセルは、異径と異なる色 (図 2) 列で構成されます。直径が大きくなる波長が長くなるし、変動が大きい。研究者は、ウェーハ上の量子井戸層幅依存変化に変更を帰因させます。
QQ 20170916103202 のスクリーン ショット。png
図 2。(a) 室温発光スペクトル ブルー (487nm)、緑 (512nm)、オレンジ (575nm) とオレンジ (600 ナノメートル) 光 50 nm、100 nm と 800 nm 径のナノ列および薄膜から得られるは、ピクセルを導いた。
(b) 一次元応力緩和理論によって得られる光の波長。
(c) 様々 な主要なピークの位置はバイアス電圧です。
電圧と電流注入の増加より緩やかな細いカーボンナノ チューブも少ない波長青転位を示します。800 nm 径ナノ列ピクセル ブルーシフト 2.8 v と 4 v の間は 40 nm です。研究チームはトラップの電圧ひずみ依存フィールドをふるいにかけるためです。
チームは、バイアス電圧を固定し、パルス周波数変調方式、ピクセルの出力波長安定化につながるを通して強度を変更します。この実験の結果, 全ピクセル タイプを与える安定した波長と相対発光強度とパルス信号の duty 比がほぼ直線的に変更されたことを示します。パルス幅は、400μs です。パルス周波数は 200 Hz と 2000 Hz の間で異なります。
