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新型電流阻擋層提升AlGaInP紅光Mini LED性能
來源：
時間：2024-07-10 16:10:12
在LED領域，技術的不斷創新是推動其發展的關鍵動力。近日，武漢大學周圣軍團隊取得了一項引人矚目的研究成果，為ALGaInP紅光Mini LED的性能提升帶來了新的突破。
周圣軍團隊成功研發出一種新型的肖特基接觸本征電流阻擋層（Schottky-contact intrinsic current blocking layer (SCBL)）。該阻擋層能夠增強有源區電流擴散，進而顯著提高AlGaInP紅光Mini LED的光提取效率(LEE)。
從器件結構及制造工藝流程來看，如上圖（a）和（b）所示，其展現了獨特的設計和精細的制造過程。通過光學顯微鏡圖像（c）和（d），能夠清晰觀察到SCBL和基于AlGaInP的紅光垂直結構Mini LED的頂視圖。
研究負責人周圣軍介紹，團隊巧妙地利用了氧化銦錫 (ITO) 和 p-GaP之間的肖特基接觸特性，以及ITO和p-GaP+之間的歐姆接觸特性構建了SCBL，并通過轉移長度法進行了有效驗證。
SCBL的優勢在于能夠有效緩解p電極周圍的電流擁擠狀況，促進電流均勻擴散，從而顯著提升AlGaInP紅光Mini LED的光提取效率。得益于電流擴散和光提取的增強，配備SCBL的Mini LED展現出更為均勻的發光強度分布，擁有更高的光輸出功率以及外部量子效率 (EQE)。
AlGaInP紅光Mini LED因其自身高亮度、低能耗和長使用壽命等特性，被廣泛應用于全彩顯示器中。然而，此前p電極周圍的電流擁擠問題導致電流在有源區內分布不均，同時有源區產生的大部分光子被不透明的金屬p電極吸收或反射，使得AlGaInP基Mini LED的光提取效率(LEE)偏低。
為應對這一難題，研究人員引入SCBL來優化AlGaInP基Mini LED的電流擴散和光提取。借助ITO和p-GaP之間的肖特基接觸，SCBL能夠有效阻止p電極周圍的電流擁擠。電流被迫通過p-GaP+歐姆接觸層注入有源區，避免了不透明金屬p電極對光的吸收和反射。
實驗結果表明，在20mA電流下，使用SCBL的AlGaInP基Mini LED相較于未使用的，其外部量子效率(EQE)大幅增加，高達31.8%。這一成果預示著未來SCBL技術在高效AlGaInP基紅光Mini LED量產方面具有廣闊的應用前景。
值得一提的是，武漢大學周圣軍團隊在LED研究領域成果豐碩。例如，在深紫外LED領域，團隊在其中引入了AlGaN基超薄隧道結（26 nm），成功將深紫外LED電光轉換效率提升5.5%。在Mini LED領域，通過采用全角度分布式布拉格反射器（Full-angle Distributed Bragg Reflector，DBR），提升了藍、綠光倒裝Mini LED芯片的性能。在10mA注入電流條件下，基于ITO/DBR的藍、綠光Mini LED的光輸出功率分別提升了約7.7%、7.3%。
武漢大學周圣軍團隊的持續創新和深入研究，為LED領域的發展注入了強大動力。相信在未來，他們將取得更多突破性的成果，推動LED技術不斷邁向新的高度，為相關產業帶來更多的可能性和機遇。
