Baseret på gallium nitride teknologi og eksisterende produktionsanlæg, kan stamme engineering giver en realistisk metode til micro-displayet.
Baseret på stammen engineering af indium gallium nitrid (InGaN) flere quantum wells, University of Michigan har udviklet en monolitisk integreret rav-grøn-blå LED (Fig 1). Stamme engineering opnås ved ætsning forskellige diametre af nano-kolonner.
Fig. 1. De forskellige diametre af matrixen nano-kolonne ledelse fra Top-down fremstilling skematisk
Forskerne håber at producere en rød-grøn-blå førte i fremtiden med en 635nm lysende quantum godt, giver en levedygtig metode for en mikro-skærm baseret på denne pixel førte. Andre potentielle anvendelser omfatter belysning, biosensorer og optisk genetik.
Ud over støtte fra National Science Foundation (NSF) støtter Samsung fremstilling og udstyr design. Forskerne håber at udvikle en chip-niveau multicolor LED platform baseret på eksisterende produktionsinfrastruktur.
Epitaxial materialer er vokset på 2-tommer no-mønstrede safirer med metal-organisk kemisk dampudfældning (MOCVD). Den lysende aktive regionen består af 5 2 5nm InGaN fælder adskilt af en 12nm gan gate. Elektronisk barriere lag og P-kontakt lag er sammensat af 20nm gallium nitrid (P-al0.2ga0.8N) og 150nm P-gan henholdsvis.
Nano-kolonnen er dannet ved hjælp af elektron beam litografi, og nikkel masken bruges til blandet våde og tørre ætsning proces. De fleste af ætsning er tør Induktivt koblet plasma, og den våde ætsning fase bruges til at opnå den endelige diameter og fjerne skader fra tørre ætsning trin. Ætsning dybde er om 300nm. Under hele fremstillingsprocessen, er ætsning maske beskyttet for at beskytte P-gan overflade.
Efter plasma-forstærket kemisk dampudfældning (PECVD) af 50nm silicon nitride blev udført, blev struktur dannet ved hjælp af en roterende-belagt glas for at isolere N og P-gan dele.
Tør-type korrosion af den flade struktur til at eksponere spidsen af kolonnen. Fjerne nikkel maske materiale med salpetersyreopløsning. P-kontakt nikkel/guld metallization er termisk udglødet i luften.
Den elektriske udførelse af enheden viser en lav lækage af om 3 x 10-7a pr. pixel på 5V reverse bias. Lav lækage tilskrives to faktorer-den fladtrykte quantum godt giver en lav nuværende crowding effekt og begrænsning af stamme-initierede luftfartsselskabet til midten af nano-kolonne. Risikoen for en reduceret effekt på grund af større strømtæthed i et smallere kolonne kan forbedres ved at reducere stamme, dermed reducere quantum grænse "stark effekten" af det elektriske felt forårsaget af afgift polarisering i kemiske bindinger i the Magnesiumnitrid.
Pixel består af kolonner med forskellige diametre og forskellige farver (Fig 2). Da diameteren stiger, bølgelængden bliver længere og variationen er større. Forskerne tilskrives quantum godt tykkelse ændringer på wafer ændringen.
QQ screenshot 20170916103202. png
Fig. 2. a stuetemperatur selvlysende spektre af blå (487nm), grøn (512nm), Orange (575nm) og gult (600nm) lys fra 50nm, 100nm og 800nm diameter nano kolonner og tynd film førte pixels.
(b) bølgelængden af lys opnået ved endimensional stress afslapning teori.
(c) placeringen af de vigtigste højdepunkt under forskellige forudindtaget spændinger.
Med stigningen af spænding og nuværende injektion Vis mere løs smalle nanorør også mindre bølgelængde blue shift. 800nm diameter nano kolonne pixel blå Skift mellem 2.8V og 4V er 40nm. Dette er på grund af forskerholdet sigtning gennem feltet stamme-afhængige spænding i fælden.
Holdet fast bias spændingen og ændret intensitet gennem puls frekvensmodulation, derved stabilisere outputtet bølgelængde af pixel. Gennem dette eksperiment er det vist at alle pixel typer giver stabil bølgelængde og relative elektroluminiscens intensitet, og pligt forholdet af puls signalet er ændret næsten lineært. Pulsbredden er 400μs. Puls hyppighed varierer mellem 200Hz og 2000Hz.
