現如今，智能手機、平板、電腦等高分辨率顯示產品的快速發展，促使整個行業對高性能顯示器的需求不斷增加。?在過去的幾十年里，主流的顯示系統都是基于液晶顯示（LCD）和有機發光二極管（OLED）這兩種技術，這兩種顯示技術幾乎占據了整個智能顯示領域。然而，現階段對于LCD和OLED這兩種顯示技術仍存在一些不完善的地方，比如，LCD存在顏色轉換效率差、色彩飽和度和對比度低等問題；OLED的亮度以及壽命也有待進一步提升。基于Micro-LED的顯示技術在亮度、壽命、分辨率和效率等方面具備優異性，因此Micro-LED的相關產品逐漸走進人們的視野。

在此之前，我司技術團隊揭示出隨著LED的尺寸逐漸減小，臺面刻蝕造成的側壁缺陷會引起嚴重的Shockley-Read-Hall（SRH）非輻射復合，進而影響GaN基Micro-LED器件的性能（https://doi.org/10.1364/OE.27.00A643）。為此，我司技術團隊選擇性地去除GaN基Micro-LED器件外圍的p+-GaN層，利用器件臺面邊緣形成的高阻ITO/p-GaN結來有效地限制載流子在器件中心位置的輸運。如圖1所示，本團隊設計并研究了三種器件尺寸分別為30 × 30 μm2、60 × 60 μm2和100 × 100 μm2的GaN基Micro-LED器件。

圖1.（a）參考器件和（b）具有ITO/p-GaN結的新器件結構示意圖；（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）為不同尺寸的LED器件在8 V的外加偏壓下的電致發光圖

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表1. Device A1、A2、B1、B2、C1和C2的器件尺寸和結構

我司技術團隊通過建立理論計算模型分析了器件內部存在的物理機理，并通過實驗制備進一步驗證理論模型設計的合理性及可靠性。研究分析發現，對于尺寸較小的Micro-LED而言，即器件A2和器件B2，這種高阻式ITO/p-GaN結不僅可以有效地抑制空穴輸運到器件的側壁缺陷區域，并且這種橫向注入電流的限制作用可以將空穴聚集在p型區的中間區域，從而很大程度地促進空穴的注入；而且也可以有效地抑制側壁缺陷引起的非輻射復合和由側壁缺陷引起的漏電流。因此，如圖2（a）-（d）所示，具備側壁高阻ITO/p-GaN結的Micro-LED器件A2和器件B2通過表征測試和理論計算得到的外量子效率（EQE）和光輸出功率與參考器件A1和B1相比都有所提高。然而，如圖2（e）和（f）所示，由于側壁高阻ITO/p-GaN結的存在，大尺寸的器件C2中會產生額外的結溫從而導致器件的工作溫度增加，最終使得器件C2的輸出特性比參考器件C1的低。因此，側壁高阻ITO/p-GaN結的設計方案更適用于散熱性能良好的Micro-LED。

圖2.?不同器件實驗測試和仿真計算的EQE和光功率

該成果最近被應用物理及光學領域權威SCI期刊Optics Express收錄，文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.442093.

編輯：fqj