Con base en la tecnología de nitruro de galio y las instalaciones de fabricación existentes, la ingeniería de deformación puede proporcionar un método factible para la micropantalla.
Basado en la ingeniería de deformación de nitruro de galio indio (InGaN) Pozos cuánticos múltiples, la Universidad de Michigan ha desarrollado un LED monolítico integrado de color verde-ámbar-azul (Fig 1). La ingeniería de deformación se logra grabando diferentes diámetros de nanocolumnas.
Fig. 1. Los diversos diámetros de la matriz de nanocolumnas del esquema de fabricación de arriba hacia abajo
Los investigadores esperan producir un led rojo-verde-azul en el futuro con un pozo cuántico luminoso de 635nm, proporcionando un método viable para una micro-pantalla basada en este led de píxel. Otras posibles aplicaciones incluyen iluminación, biosensores y genética óptica.
Además del apoyo de la National Science Foundation (NSF), Samsung admite la fabricación y el diseño de equipos. Los investigadores esperan desarrollar una plataforma LED multicolor a nivel de chip basada en la infraestructura de fabricación existente.
Los materiales epitaxiales se cultivan en zafiros sin patrón de 2 pulgadas por medio de deposición de vapor químico orgánico-metal (MOCVD). La región activa luminosa consiste en 5 trampas InGaN de 5 2 5nm separadas por una puerta gan de 12nm. La capa de barrera electrónica y la capa de contacto P están compuestas por 20 nm de nitruro de galio (P-al0.2ga0.8N) y 150 nm de P-gan, respectivamente.
La Nanocolumna se forma mediante el uso de litografía con haz de electrones y la máscara de níquel se utiliza para el proceso de grabado húmedo y seco mixto. La mayor parte del grabado es plasma seco acoplado inductivamente, y la fase de grabado húmedo se utiliza para lograr el diámetro final y eliminar el daño del paso de grabado en seco. La profundidad del grabado es de aproximadamente 300 nm. Durante todo el proceso de fabricación, la máscara de grabado está protegida para proteger la superficie de P-gan.
Después de realizar la deposición química en fase de vapor mejorada con plasma (PECVD) de nitruro de silicio de 50nm, la estructura se formó utilizando un vidrio con recubrimiento rotatorio para aislar las partes de N y P-gan.
Corrosión de tipo seco de la estructura plana para exponer la punta de la columna. Retire el material de la máscara de níquel con solución de ácido nítrico. La metalización de níquel / oro P-Contact se templa térmicamente en el aire.
El rendimiento eléctrico del dispositivo muestra una baja fuga de aproximadamente 3x10-7a por píxel a 5 V de polarización inversa. La baja fuga se atribuye a dos factores: el pozo cuántico aplanado proporciona un efecto de amontonamiento de baja corriente y la restricción del transportador iniciado por deformación al centro de la nanocolumna. El riesgo de un efecto reducido debido a una mayor densidad de corriente en una columna más estrecha se puede mejorar reduciendo la tensión, reduciendo así el "efecto severo" límite cuántico del campo eléctrico causado por la polarización de carga de los enlaces químicos en el nitruro.
Los píxeles consisten en columnas con diferentes diámetros y diferentes colores (Fig 2). A medida que aumenta el diámetro, la longitud de onda se alarga y la variación es mayor. Los investigadores atribuyeron el cambio a los cambios de espesor de los pozos cuánticos en la oblea.
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Fig. 2. (a) Espectros electroluminiscentes a temperatura ambiente de luz azul (487nm), verde (512nm), naranja (575nm) y ámbar (600nm) obtenidos a partir de nanocolumnas de 50nm, 100nm y 800nm de diámetro y película delgada.
(b) La longitud de onda de la luz obtenida por la teoría de la relajación del estrés unidimensional.
(c) La posición del pico principal bajo varios voltajes polarizados.
Con el aumento de la tensión y la inyección de corriente, cada vez más nanotubos angostos y sueltos también muestran menos desplazamiento azul en la longitud de onda. El desplazamiento de 800 nm de diámetro en nano columna de color azul entre 2.8V y 4V es de 40nm. Esto se debe al equipo de investigación que tamiza el campo de tensión dependiente de la tensión en la trampa.
El equipo fijó el voltaje de polarización y cambió la intensidad a través de la modulación de frecuencia de pulso, estabilizando así la longitud de onda de salida del píxel. A través de este experimento, se muestra que todos los tipos de píxeles dan una longitud de onda estable y una intensidad de electroluminiscencia relativa, y la relación de trabajo de la señal de pulso se cambia casi linealmente. El ancho de pulso es 400μs. La frecuencia de pulso varía entre 200Hz y 2000Hz.
