Выпуск панелей micro-LED с лучшими характеристиками требует дальнейшей миниатюризации светодиодов. Но добиться цели не так просто. Проблема была решена в ходе совместных исследований специалистами двух научных групп – ученых из российского МИСиС и университета Корё в Сеуле. Материал об их успешной работе был опубликован в профильном журнале Alloys and compounds, освящающем проблемы и достижения современной науки в различных ее областях.
Ученые начали изучать более детально технические процессы изготовления полупроводниковых приборов на базе широкозонных проводников. Существующая технология не позволяет сделать диоды более миниатюрными по целому ряду причин. Обнаружилось, что с уменьшением линейных размеров светодиодов падала и их эффективность свечения. Кроме того, рабочие характеристики светодиодов становились менее стабильными. Это может серьезно повлиять на надежность изделий, в которых они будут использоваться.
Затем, наблюдения были проанализированы. Ученые предположили, что снижение надежности и эффективности прямо связано с появлением большего числа дефектов структуры поверхности. Для проведения сери опытов были выращены образцы micro-LED с использованием метода осаждения металлорганических соединений из газообразной фазы с диаметрами от 100 до 10 мкм. В ходе экспериментов было выяснено, что заметное падение эффективности начинается при уменьшении диаметра образцов ниже 30 микрометров. Влияние дефектов тем больше, чем меньше диаметр пикселя.
Было предложено совместно разработанное решение проблемы. Технологию получения светодиодов меньших диаметров необходимо изменить. Прежде всего, требуется внести изменения в операцию травления подложки так, чтобы свести к минимуму возникновение дефектов на поверхности. Также следует поднять температуру отжига до 900 градусов по шкале Цельсия и добиться предотвращения процесса «паразитной рекомбинации», когда фотоны не излучаются в окружающее пространство. Используя эти решения, можно добиться создания более качественных светодиодов micro-LED и панелей на них.