近日，由南京大学、厦门大学、合肥工业大学、厦门市未来显示研究院联合天马微电子公司共同研制出国际上首款RGB全氮化物芯片的TFT基Micro-LED全彩显示屏，首次成功完成了新全彩技术方案验证，成果经严格遴选成功入围2024年度中国第三代半导体技术十大进展。11月19-21日，成果在苏州举行的第十届国际第三代半导体论坛(IFWS 2024)大会上正式宣布。
Micro-LED显示技术是一种将尺寸微缩化的半导体发光二极管以矩阵形式高密度集成的新型显示技术，是LED芯片与平板显示制造的交叉学科应用技术，其在亮度、响应速度、功耗、透明度、稳定性等方面具有显著优势，被广泛认为是下一代主流显示技术。然而，由于高质量红光InGaN量子阱外延生长技术瓶颈，氮化镓基的红光Micro-LED芯片效率一直难以突破。
南京大学与合肥工业大学团队一直致力于高In组分红光LED外延生长研究，先后通过优化生长条件、设计多种应力调控结构，显著提升了高In组分InGaN量子阱材料质量，通过分子束外延技术成功制备出电注入效率超过90%的隧道结红光Micro-LED器件，并深入阐释了该器件在高温环境下性能衰退的现象及其背后的物理机制。该部分研究成果以“High-temperature performance of InGaN-based amber micro-light-emitting diodes using an epitaxial tunnel junction contact”为题，发表于Applied Physics Letters 124, 142103 (2024) ( https://doi.org/10.1063/5.0190000 )，并被APL主编选为Editor's Pick。
南京大学和厦门大学技术团队进一步与天马微电子公司合作，创新提出了提升激光巨量转移效率和良率的新方法和新技术，联合研制出国际上第一块RGB全氮化物芯片TFT基超视网膜显示Micro-LED全彩屏，像素密度高达403PPI，该工作证实了全氮化物显示技术的可行性，为未来新型显示技术的发展提供新的全彩技术方案。
图1：（a）隧道结红光Micro-LED透射电子显微镜图；混合量子阱（b）In和（c）Al元素EDS图；（d）-（e）全氮化物全彩显示屏
