近日，廈門大學張榮、陳忠、郭偉傑團隊，在國際權威期刊《Progress in Quantum Electronics》發表題為“Research progresses on epitaxy and sidewall treatment for micro-LEDs”的邀稿綜述。

Micro-LED顯示被認為是頗具潛力的新一代顯示技術，可能的應用涵蓋增強現實（AR）顯示、可穿戴顯示、大尺寸無縫拼接顯示、座艙透明顯示、可見光通信（VLC）以及無掩模光刻技術等領域。但是，受限於外延結構、側壁構造等關鍵因素與Micro-LED光電性能間構效關系依然不清晰，實現滿足顯示應用需求的高性能器件依然面臨挑戰。系統綜述了近年來Micro-LED外延生長、像素隔離、側壁處理及全彩集成等領域的研究進展，重點闡述了有效揭示微觀結構與器件光電性能間構效關系的科學發現，並展望了該領域的關鍵攻關方向。

側壁處理
高分辨率Micro-LED顯示，要求Micro-LED芯片尺寸要足夠小。但是，器件制備的幹法蝕刻過程，會在Micro-LED台面側壁引入缺陷，造成載流子非輻射覆合，導致Micro-LED的發光效率隨尺寸縮小而快速下降。近期的相關研究表明，幹法蝕刻後的側壁處理，可以有效地削弱側壁缺陷的不利影響。側壁區域不僅影響Micro-LED的內量子效率，還影響其光提取效率。在側壁處理過程中，內量子效率與光提取效率之間面臨競爭關系，精準地調節兩者間競合關系，才能夠實現發光效率的有效優化。

圖1 Micro-LED側壁調控技術及相關構效關系

全彩集成
全彩化是Micro-LED顯示的核心目標，目前主流技術分為異質集成與垂直堆疊兩大路線。將InGaN基藍光、綠光Micro-LED陣列與AlGaInP基紅光Micro-LED陣列，通過倒裝鍵合與CMOS背板集成形成異質集成架構，兼具InGaN基器件高量子效率與AlGaInP基器件窄光譜優勢。通過RGB量子阱垂直堆疊與選擇性刻蝕相結合的單片集成方案，已經實現了30μm像素間距的像素陣列。這些工作都為全彩器件性能的突破奠定了基礎。

圖3 全彩Micro-LED的多元化堆疊集成結構設計

總結與展望
本綜述指出，盡管Micro-LED在效率提升、全彩集成等方面仍存挑戰，但外延設計、刻蝕工藝、側壁後處理的協同優化已顯著提升器件性能。未來仍需深化載流子動力學定量研究，推動外延、蝕刻、側壁處理、光分布調控協同優化，攻克驅動背板集成與制造成本難題，以加速其顯示領域的規模化落地。

該工作得到國家自然科學基金（62474149）、福建省自然科學基金（2024J01052）、廈門市科技計劃項目（項目編號3502Z20241021、3502Z20241019和3502Z2019101）等項目資助，廈門大學為第一署名單位，郭偉傑、陳忠為通訊作者。（來源：廈門大學）

TrendForce 2025 Micro LED 顯示與非顯示應用市場分析
出刊日期: 2025年5月29日/ 11月 30 日
語系: 中文 / 英文
格式: PDF
頁數:87