紅光LED效率低，良率差一直以來(lái)就是Micro LED成本居高不下的兩大關(guān)鍵瓶頸之一。

MicroLED紅光效率、色彩、成本三項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題已經(jīng)成為各大Micro LED廠商所亟待解決的問(wèn)題。

近日，國(guó)內(nèi)外不斷傳來(lái)紅光問(wèn)題的解決方案，雖然這些解決方案還未能開(kāi)始量產(chǎn)應(yīng)用，但無(wú)疑已經(jīng)為未來(lái)重新定義可能性提供了選擇。

近日，外媒有消息稱，從劍橋大學(xué)分拆的公司Porotech宣布推出基于其獨(dú)特GaN生產(chǎn)技術(shù)的首款產(chǎn)品，也是全球首款商業(yè)化的用于Micro LED應(yīng)用的原生紅光LED外延。

傳統(tǒng)的紅光LED主要基于AlInGaP材料。由于載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度大和表面復(fù)合速度高，隨著器件尺寸的減小，它們的效率急劇下降。Porotech的生產(chǎn)工藝可以創(chuàng)造出新型的多孔GaN半導(dǎo)體材料，該公司表示這將重新定義可能性。

Porotech首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人朱彤彤說(shuō)：“采用GaN基材料技術(shù)的Micro－LED顯示器被廣泛認(rèn)為是唯一一種能夠提供足以滿足AR要求的亮度和效率的顯示器。隨著AR眼鏡有望有一天取代智能手機(jī)——或至少減少我們與口袋中設(shè)備的交互——開(kāi)發(fā)先進(jìn)材料以提高性能至關(guān)重要。”

“巨量轉(zhuǎn)移和紅光效率低是Micro LED發(fā)展目前面臨的兩大關(guān)鍵瓶頸?！爸袊?guó)科學(xué)院院士、南昌大學(xué)副校長(zhǎng)、國(guó)家硅基LED工程技術(shù)研究中心主任江風(fēng)益認(rèn)為，目前的紅光材料使用磷化鎵，效率很低，質(zhì)地很脆，還屬于第二代半導(dǎo)體材料。

江風(fēng)益院士認(rèn)為，磷化鎵紅光在Mini LED尺寸小一點(diǎn)可以過(guò)得去，但進(jìn)入MicroLED，目前的磷化鎵紅光就遇到了挑戰(zhàn)。

尤其是未來(lái)Micro LED走向柔性可折疊，目前的紅光根本無(wú)法滿足。

近日，江風(fēng)益院士課題組在Photonics Research 2020年第8卷第11期上展示了其最新研制的高光效InGaN基橙－紅光LED結(jié)果。

據(jù)了解，此項(xiàng)工作基于硅襯底氮化鎵技術(shù)，引入了銦鎵氮紅光量子阱與黃光量子阱交替生長(zhǎng)方法，并結(jié)合V形坑技術(shù)，從而大幅緩解了紅光量子阱中高In組分偏析問(wèn)題。再依據(jù)V形p－n結(jié)和量子阱帶隙工程大幅提升了紅光量子阱中的輻射復(fù)合速率。

使用該技術(shù)成功制備了一系列高效的InGaN基橙－紅光LED。當(dāng)發(fā)光波長(zhǎng)分別為594、608和621 nm時(shí)，其功率轉(zhuǎn)換效率分別為30．1％ 、24．0％以及 16．8％，光效相較于以往報(bào)道的相同波段InGaN基LED結(jié)果整體提高了約十倍。

據(jù)了解，目前的RGB LED由兩種材料組合而成：紅光LED由磷化銦鎵（InGaP）制成，而藍(lán)光和綠光LED由氮化銦鎵（InGaN）半導(dǎo)體組成。要在Mini／Micro LED中整合兩種材料系統(tǒng)存在很大困難。

采用第三代半導(dǎo)體氮化鎵材料已經(jīng)成為解決紅光效率及可靠性問(wèn)題的可靠選擇之一。

包括華燦光電在內(nèi)的LED芯片企業(yè)在紅光芯片領(lǐng)域也已經(jīng)取得了一定的突破。

據(jù)華燦光電副總裁李鵬博士介紹，在紅光MiniLED芯片技術(shù)方面，華燦開(kāi)發(fā)出高鍵合良率的轉(zhuǎn)移和鍵合工藝；并設(shè)計(jì)了頂傷防護(hù)層，優(yōu)化材料沉積工藝，增強(qiáng)膜質(zhì)，保證無(wú)外延頂傷風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)了解，目前華燦光電紅光Micro LED效率也到達(dá)了國(guó)際領(lǐng)先水平，并針對(duì)不同轉(zhuǎn)移方式，可以提供多種形式的MicroLED樣品。

利亞德旗下的Saphlux也在2019年發(fā)布了NPQDMicro LED，并依此開(kāi)發(fā)了全球首款基于納米孔GaN材料（NPQD）的高效率量子點(diǎn)色彩轉(zhuǎn)換Micro LED，解決了Micro LED中的紅光效率、色彩、成本三項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題。

從市場(chǎng)了解到的消息顯示，目前各廠商一方面在現(xiàn)有技術(shù)之上正通過(guò)工藝提升來(lái)提升Micro LED紅光良率；同時(shí)也在第三代半導(dǎo)體的紅光材料的研發(fā)上重金投入?？傮w而言，在MicroLED紅光領(lǐng)域仍有較大的進(jìn)步空間，繼續(xù)成長(zhǎng)才能成為未來(lái)Micro LED產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵助力。

責(zé)任編輯：haq