基于离子注入的Micro-LED阵列隔离工艺研究
发布时间：2021-07-31 09:53
微缩化发光二极管（Micro-LED）是在传统发光二极管（LED）的基础上通过台面刻蚀实现的微缩化、阵列化发光二极管。与常规LED相比,具有高电流密度、高光输出密度、高响应频率、高响应带宽和电流扩展均匀等优势,在光显示、可见光通讯、光镊及神经医疗等领域有着巨大的应用前景。在光显示领域中,Micro-LED显示技术与传统液晶显示（LCD）、有机发光二极管（OLED）等显示技术相比,具有高亮度、高对比度、高分辨率、高可靠性、长寿命、低能耗等优势,被认为是下一代光显示技术。但随器件尺寸减小至微米量级,尺寸效应、边缘效应、位错密度等因素会加剧器件性能退化。边缘效应主要表现为随器件尺寸减小,台面刻蚀所引入的侧壁损伤对器件光电性能影响逐渐增大,减小器件侧壁损伤是提高Micro-LED器件性能有效方法。传统通过干法刻蚀制备的LED器件都会不可避免地会引入隔离台面,进而引入一定程度的边缘损伤,且随器件尺寸减小,器件边缘损伤占总器件面积比例会显著增加,从而使器件有效工作面积减小。此外,一方面台面刻蚀隔离会产生侧壁悬挂键,导致器件反向漏电流增大;另一方面,台面刻蚀还会引入深能级缺陷,形成非辐射复合中心,使...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a)器件结构示意图b)器件扫描电镜(SEM)观察图
第1章绪论4图1.212μmMicro-LED器件光输出-电流曲线2000年，该题组[24]制备了尺寸分别为9μm和12μm的Micro-LED阵列器件，图1.3a)为器件表面扫描电镜(SEM)观察图，该课题组制备的9μm、10μm的Micro-LED阵列器件具有共同p电极与n电极，其IV特性如图1.3b)所示，可以看出，器件在20mA驱动电流下阵列工作电压分别为4.1V(@9μm)与4.4V(@12μm)。图1.3c)为器件光输出特性曲线，在20mA下，阵列器件光输出功率分别为220μW(@9μm)及20μW(@12μm)。图1.3a)器件SEM表面观察图b)器件I-V特性c)光输出特性b)c)a)
第1章绪论5一年后，该课题组[25]又对蓝光InGanN/GaN量子阱Micro-LED器件尺寸与器件开关特性的关系进行了研究，如图1.4所示。研究结果表明，8μmMicro-LED器件具有开关响应时间为150ps，且开关响应时间随Micro-LED器件尺寸减小而降低，这是由于小尺寸Micro-LED器件表面复合增强所引起的。图1.4a)Micro-LED与常规LED响应速度对比b)器件尺寸对开关速度的影响2004年，Choi等人[26]为解决常规刻蚀器件导致金属台阶覆盖率问题，通过优化干法台面刻蚀工艺制备出5μm尺寸的斜面侧壁器件，如图1.5a)、b)所示，侧壁角度在20-45°之间。器件实际发光效果如图1.5c)、d)所示。图1.5器件a)25°b)40°斜面侧壁器件c)阵列整体点亮d)寻址点亮2006年中国科学院的梁静秋[27-28]等人采用湿法刻蚀的方法成功制备出16μm×16a)b)c)d)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离子注入隔离的微缩化发光二极管阵列性能[J]. 高承浩,徐峰,张丽,赵德胜,魏星,车玲娟,庄永漳,张宝顺,张晶. 物理学报. 2020(02)
[2]基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能[J]. 刘婷婷,李淑红,王文军,刘云龙,都辉,王庆林,赵玲,高学喜. 发光学报. 2020(01)
[3]微型曲面发光二极管阵列照度一致性研究[J]. 班章,梁静秋,吕金光,梁中翥,冯思悦. 物理学报. 2018(07)
[4]共轭聚合物中掺杂可溶性石墨烯对于OLED和OPV性能的影响[J]. 何家琪,何大伟,王永生,刘智勇. 物理学报. 2013(17)
[5]p-GaN ICP刻蚀损伤研究[J]. 龚欣,吕玲,郝跃,李培咸,周小伟,陈海峰. 半导体学报. 2007(07)
[6]LED阵列的设计和制作工艺研究[J]. 梁静秋,李佳,王维彪. 液晶与显示. 2006(06)
[7]高性能双稳态向列相液晶显示器[J]. 郭建新,郭海成. 物理学报. 2000(10)
博士论文
[1]基于MEMS技术的集成LED微阵列器件研究[D]. 包兴臻.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
硕士论文
[1]LED微显示集成阵列芯片的设计及关键技术研究[D]. 尹悦.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
本文编号：3313243
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a)器件结构示意图b)器件扫描电镜(SEM)观察图
第1章绪论4图1.212μmMicro-LED器件光输出-电流曲线2000年，该题组[24]制备了尺寸分别为9μm和12μm的Micro-LED阵列器件，图1.3a)为器件表面扫描电镜(SEM)观察图，该课题组制备的9μm、10μm的Micro-LED阵列器件具有共同p电极与n电极，其IV特性如图1.3b)所示，可以看出，器件在20mA驱动电流下阵列工作电压分别为4.1V(@9μm)与4.4V(@12μm)。图1.3c)为器件光输出特性曲线，在20mA下，阵列器件光输出功率分别为220μW(@9μm)及20μW(@12μm)。图1.3a)器件SEM表面观察图b)器件I-V特性c)光输出特性b)c)a)
第1章绪论5一年后，该课题组[25]又对蓝光InGanN/GaN量子阱Micro-LED器件尺寸与器件开关特性的关系进行了研究，如图1.4所示。研究结果表明，8μmMicro-LED器件具有开关响应时间为150ps，且开关响应时间随Micro-LED器件尺寸减小而降低，这是由于小尺寸Micro-LED器件表面复合增强所引起的。图1.4a)Micro-LED与常规LED响应速度对比b)器件尺寸对开关速度的影响2004年，Choi等人[26]为解决常规刻蚀器件导致金属台阶覆盖率问题，通过优化干法台面刻蚀工艺制备出5μm尺寸的斜面侧壁器件，如图1.5a)、b)所示，侧壁角度在20-45°之间。器件实际发光效果如图1.5c)、d)所示。图1.5器件a)25°b)40°斜面侧壁器件c)阵列整体点亮d)寻址点亮2006年中国科学院的梁静秋[27-28]等人采用湿法刻蚀的方法成功制备出16μm×16a)b)c)d)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离子注入隔离的微缩化发光二极管阵列性能[J]. 高承浩,徐峰,张丽,赵德胜,魏星,车玲娟,庄永漳,张宝顺,张晶. 物理学报. 2020(02)
[2]基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能[J]. 刘婷婷,李淑红,王文军,刘云龙,都辉,王庆林,赵玲,高学喜. 发光学报. 2020(01)
[3]微型曲面发光二极管阵列照度一致性研究[J]. 班章,梁静秋,吕金光,梁中翥,冯思悦. 物理学报. 2018(07)
[4]共轭聚合物中掺杂可溶性石墨烯对于OLED和OPV性能的影响[J]. 何家琪,何大伟,王永生,刘智勇. 物理学报. 2013(17)
[5]p-GaN ICP刻蚀损伤研究[J]. 龚欣,吕玲,郝跃,李培咸,周小伟,陈海峰. 半导体学报. 2007(07)
[6]LED阵列的设计和制作工艺研究[J]. 梁静秋,李佳,王维彪. 液晶与显示. 2006(06)
[7]高性能双稳态向列相液晶显示器[J]. 郭建新,郭海成. 物理学报. 2000(10)
博士论文
[1]基于MEMS技术的集成LED微阵列器件研究[D]. 包兴臻.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
硕士论文
[1]LED微显示集成阵列芯片的设计及关键技术研究[D]. 尹悦.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
本文编号：3313243
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