在当今科技飞速发展的时代，显示技术的不断创新成为推动各领域进步的关键力量。GaN 基 Micro-LED 以其高亮度、高稳定性、长寿命和低功耗等显著优势，被广泛认为是继 LCD 和 OLED 之后最具潜力的下一代显示技术。在显示应用中，实现驱动电路与 Micro-LED 的高效集成，以达到对单个像素的精准控制，具有至关重要的意义。xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
近日，南京大学庄喆、刘斌团队独辟蹊径，提出了一种 GaN 基 Micro-LED 用准垂直 MOSFET 驱动的全氮化物单片集成方法，成功实现了对不同尺寸 Micro-LED 芯片的电流驱动。相关研究工作近期以 “Monolithic integration of GaN-based green micro-LED and quasi-vertical MOSFET utilizing a hybrid tunnel junction” 为题发表在《IEEE Electron Device Letters》上，犹如一颗璀璨的新星，照亮了 Micro-LED 领域的发展之路。xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
南京大学团队实现Micro LED用准垂直MOSFET驱动的全氮化物单片集成xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
研究亮点令人瞩目。GaN 基 Micro-LED 与其驱动（如 HEMT、MOSFET 等）的同质集成，能够充分发挥 GaN 材料的独特优势，打造出具有更快开关速度、更高耐温耐压能力以及更高效率的 Micro-LED 集成单元。在 Micro-LED 透明显示、柔性显示以及可见光通讯等领域，这种集成方式展现出了巨大的应用前景。然而，以往大部分的同质集成都需要进行选择性外延生长或者精确控制刻蚀深度，这无疑大大增加了制备的难度和成本。xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
南京大学研究团队另起炉灶，巧妙地利用 MBE 在商用 LED 外延片上二次生长出高质量的隧道结结构。这个隧道结一方面充当 Micro-LED 的电流扩展层，另一方面可与 p-n 结 LED 共同构成准垂直 npn 型 MOSFET。在制备过程中，仅需采用一步刻蚀即可同时定义出 Micro-LED 发光面积和 MOSFET 的沟道长度，通过 n 型 GaN 横向连接实现 Micro-LED 与准垂直 MOSFET 的同质集成。GaN 基 MOSFETs 具备与氧化物薄膜晶体管类似的电流驱动能力，并且整体集成方案制备难度较低，易于与现有芯片结构与制备工艺兼容。对于 60μm 直径的 Micro-LED /MOSFET 集成单元，当 MOSFET 的栅压为 16V，Micro-LED 阳极电压为 5V 时，流经 Micro-LED 的电流达到 0.3mA（10A/cm2），其输出光功率达到 0.12mW（4.2W/cm2），完全能够满足 Micro-LED 显示要求。xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
该研究为未来全氮化物光电集成在柔性 Micro-LED 显示、透明显示以及可见光通信等领域中的应用提供了一种崭新的技术路线，为 Micro-LED 技术的发展注入了强大的动力。xb5全球led显示屏排行榜_[显示之家]
论文信息方面，南京大学电子科学与工程学院博士研究生桑艺萌为文章的第一作者，博士研究生张东祺亦有重要贡献。南京大学集成电路学院庄喆助理教授、电子科学与工程学院刘斌教授为该文章的共同通讯作者。南京大学张荣教授、王欣然教授、王科教授、陶涛副教授对该工作的外延生长和器件工艺等进行了深入指导。这项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金前沿技术计划、江苏省自然科学基金和中央高校基础研究基金等基金项目的资助，同时也得到了南京大学电子科学与工程学院、江苏省先进光电材料重点实验室与南京大学微制造与集成工艺中心的大力支持。