近日，由南京大學(xué)、廈門大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、廈門市未來顯示研究院聯(lián)合天馬微電子公司共同研制出國際上首款RGB全氮化物芯片的TFT基Micro-LED全彩顯示屏，首次成功完成了新全彩技術(shù)方案驗證，成果經(jīng)嚴(yán)格遴選成功入圍2024年度中國第三代半導(dǎo)體技術(shù)十大進(jìn)展。11月19-21日，成果在蘇州舉行的第十屆國際第三代半導(dǎo)體論壇(IFWS 2024)大會上正式宣布。

    Micro-LED顯示技術(shù)是一種將尺寸微縮化的半導(dǎo)體發(fā)光二極管以矩陣形式高密度集成的新型顯示技術(shù)，是LED芯片與平板顯示制造的交叉學(xué)科應(yīng)用技術(shù)，其在亮度、響應(yīng)速度、功耗、透明度、穩(wěn)定性等方面具有顯著優(yōu)勢，被廣泛認(rèn)為是下一代主流顯示技術(shù)。然而，由于高質(zhì)量紅光InGaN量子阱外延生長技術(shù)瓶頸，氮化鎵基的紅光Micro-LED芯片效率一直難以突破。

    南京大學(xué)與合肥工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊一直致力于高In組分紅光LED外延生長研究，先后通過優(yōu)化生長條件、設(shè)計多種應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)，顯著提升了高In組分InGaN量子阱材料質(zhì)量，通過分子束外延技術(shù)成功制備出電注入效率超過90%的隧道結(jié)紅光Micro-LED器件，并深入闡釋了該器件在高溫環(huán)境下性能衰退的現(xiàn)象及其背后的物理機制。

    該部分研究成果以“High-temperature performance of InGaN-based amber micro-light-emitting diodes using an epitaxial tunnel junction contact”為題，發(fā)表于Applied Physics Letters 124, 142103 (2024) ( https://doi.org/10.1063/5.0190000 )，并被APL主編選為Editor's Pick。

    圖1：（a）隧道結(jié)紅光Micro-LED透射電子顯微鏡圖；混合量子阱（b）In和（c）Al元素EDS圖；（d）-（e）全氮化物全彩顯示屏

    南京大學(xué)和廈門大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊進(jìn)一步與天馬微電子公司合作，創(chuàng)新提出了提升激光巨量轉(zhuǎn)移效率和良率的新方法和新技術(shù)，聯(lián)合研制出國際上第一塊RGB全氮化物芯片TFT基超視網(wǎng)膜顯示Micro-LED全彩屏，像素密度高達(dá)403PPI，該工作證實了全氮化物顯示技術(shù)的可行性，為未來新型顯示技術(shù)的發(fā)展提供新的全彩技術(shù)方案。