UCSB宣称已首次展示了尺寸小于10微米的InGaN基红光Micro LED芯片

提升外量子效率仍重道远

此前，具备InGaN基红光Micro LED芯片规模化量产能力的法国半导体材料商Soitec，在2020年发布了50微米的InGaN基红光Micro LED器件，不过，UCSB团队的发言人Shubhra Pasayat指出，Soitec并没有公布外量子效率的数据。

Pasayat表示，小于10微米的Micro LED对于Micro LED产业可行性商业化来说至关重要。同时，除了尺寸小之外，Micro LED芯片的外量子效率必须至少为2-5%，才能够满足Micro LED显示器的要求。

不过，本次UCSB展示的InGaN基红光Micro LED芯片外量子效率仅为0.2%。对此，Pasayat坦言，虽然目前团队的研究结果还远达不到目标，但是相关研究工作已进入初步阶段，并且可以预期未来将有实质性的进展。

UCSB团队的下一个目标就是提高红光Micro LED芯片的外量子效率，目前正在计划提升材料的质量，改善生产步骤。

InGaN材料应用前景可期

另值得注意的是，UCSB团队研究的是InGaN基红光Micro LED，而非AlGaInP基红光Micro LED，主要是因为后者的效率通常会随着尺寸的缩小而降低等问题。Pasayat透露，到目前为止，AlGaInP基红光Micro LED芯片最小尺寸为20微米，而外量子效率未知。

据了解，目前的红光LED多由AlGaInP材料制成，在正常芯片尺寸下，其效率高达60%以上。然而，当芯片尺寸缩小到微米量级时，效率会急剧降低至1%以下。

此外，在巨量转移制程上，AlGaInP材料的劣势也显而易见。

巨量转移要求材料具有良好的机械强度，以避免在芯片抓取和放置过程中出现开裂，而AlGaInP材料较差的力学性能会给巨量转移增加新的难题。

相比之下，InGaN薄膜拥有宽带隙可调等优点，在可见光领域内拥有广阔的应用前景，并且Micro LED全彩显示是其中最有潜力的应用之一。

据悉，InGaN材料具有较好机械稳定性和较短空穴扩散长度，且与InGaN基绿光、蓝光Micro LED兼容，因此是红光Micro LED的较佳选择。

值得注意的是，江风益院士团队去年公布了高光效InGaN基橙-红光LED的研究突破，该研究结果也证明了InGaN材料在制作显示应用的红光像素芯片上将有巨大潜力。

另外，UCSB曾与首尔伟傲世针对尺寸小于5微米Micro LED外量子效率变化趋势展开研究，基于研究结果，他们认为InGaN基红光Micro LED有望帮助制造更小尺寸的全彩化Micro LED显示器。

同时，双方期望通过提高亮度和可靠性等因素，促使更小尺寸的InGaN基Micro LED应用于智能手机、AR眼镜及4K电视等高端显示领域。