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通过键合界面工程垂直堆叠与表面钝化实现超高分辨率微LED显示器的策略

DOI：10.1039/C9NR04423J 期刊：Nanoscale 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本文提出了一种实现垂直堆叠子像素（VSS）微发光二极管（μ-LED）的策略，以用于未来的超高分辨率微显示器。首先，为了垂直堆叠不同颜色的LED，我们成功采用了一种通过使用SiO2/SiNx分布式布拉格反射器（DBRs）的键合界面工程化单片集成方法。研究发现，中间DBR结构可以作为键合层和滤色片，能够在键合界面反射和透射所需波长的光。此外，通过使用包括电子束光刻在内的典型半导体加工工艺，成功制备了间距为0.4 μm的光泵浦μ-LED阵列，对应超高分辨率达63500 PPI。与受机器对准精度限制的拾放工艺相比，在制造高密度μ-LED方面有显著改进。最后，我们通过时间分辨光致发光（TRPL）和二维模拟系统研究了表面陷阱的影响。这些结果清楚地表明，通过采用最佳钝化技术并根据像素尺寸的减小来降低功耗和提高效率，微显示器的性能可以得到提升。
作者： Dae-Myeong Geum，Seong Kwang Kim，Chang-Mo Kang，Seung-Hyun Moon，Jihoon Kyhm，JaeHoon Han，Dong-Seon Lee，SangHyeon Kim
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究实现垂直堆叠子像素(VSS)微型发光二极管(μ-LED)的策略，以应用于未来超高分辨率微显示器。

研究成果

该研究成功展示了在带有SiO2/SiNx分布式布拉格反射镜（DBR）层的蓝宝石衬底上实现AlGaInP红色微米级发光二极管（μ-LED）的单片集成，制备出具有63500像素每英寸（PPI）的超高密度垂直堆叠结构（VSS）μ-LED阵列。研究强调了表面钝化对高分辨率LED的重要性，并指出通过优化钝化技术可实现显著的性能提升。

研究不足

该研究受限于制造工艺的技术约束，包括对准精度以及表面对体积比对LED性能的影响。需要进一步优化蚀刻条件和钝化技术。

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