3.5 × 3.5 μm2 GaN blue micro-light-emitting diodes with negligible sidewall surface nonradiative recombination
Abstract
Micro-light-emitting diode displays are generating considerable interest as a promising technology for augmented-reality glasses. However, the fabrication of highly efficient and ultra-small ( <3 μm) micro-light-emitting diodes, which are required for augmented-reality applications, remains a major technical challenge due to the presence of strong sidewall nonradiative recombination. In this study, we demonstrate a 3.5 × 3.5 μm2 blue GaN micro-light-emitting diode with negligible sidewall nonradiative recombination compared with bulk nonradiative recombination. We achieve this by using an ultralow-damage dry etching technique, known as neutral beam etching, to create the micro-light-emitting diode mesa. Our 3.5 × 3.5 μm2 micro-light-emitting diode exhibits a low decrease in external quantum efficiency of only 26% at a current density of 0.01 A/cm2, compared with the maximum external quantum efficiency that is reached at the current density of ∼3 A/cm2. Our findings represent a significant step towards realizing micro-light-emitting diode displays for augmented-reality glasses.
要約（概訳）
マイクロLEDディスプレイは、ARグラス用などで有望な技術として大きな関心を集めている。しかし、AR用途に必要な、高効率かつ超小型（3μm未満）のマイクロLEDの製造は、強い側壁の非発光性再結合の存在のため、主要な技術的課題である。本研究では、無視できるほど小さな側壁の非放射再結合をもつ3.5×3.5μm^2の青色GaNマイクロLEDを実現した。これは、マイクロLEDを作成するための超低損傷ドライエッチング技術、すなわち中性ビームエッチングを使用することで達成する。私たちの3.5×3.5μm^2のマイクロLEDは、約3A/cm^2の電流密度で達成される最大外部量子効率と比較して、0.01A/cm^2の電流密度での外部量子効率が26%である。私たちの発見は、ARグラスのためのマイクロLEDディスプレイを実現するための重要なステップを示します。
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