美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）發(fā)布了具有通過金屬有機化學(xué)氣相沉積法生長的具有外延隧道結(jié)（TJ）的氮化鎵（GaN）基微型發(fā)光二極管（μLED）的最低正向電壓（MOCVD）。該電壓僅略高于使用銦錫氧化物（ITO）透明導(dǎo)電電極的電壓。

　　UCSB團隊使用選擇性區(qū)域生長（SAG）技術(shù)來創(chuàng)建帶有穿孔的隧道結(jié)層。TJ中的穿孔孔用于在退火期間釋放氫，以激活結(jié)的下層p-GaN層。氫鈍化p-GaN的鎂受體能級，抑制其捕獲電子的能力并在價帶中產(chǎn)生空穴。盡管可以使用分子束外延（MBE）來避免GaN TJ結(jié)構(gòu)中的氫，但MOCVD在制造中是優(yōu)選的。

　　與傳統(tǒng)的p電極相比，使用TJ結(jié)構(gòu)帶來的好處包括簡化制造、改善電流擴散和降低光子吸收率。通過將藍色/綠色/紅色μLED直接集成在與TJ連接的級聯(lián)結(jié)構(gòu)中，可以啟用新的設(shè)備架構(gòu)。

　　LED的制造過程包括：用四氟化硅反應(yīng)離子進行臺面蝕刻，使用緩沖氫氟酸去除二氧化硅柱，在氮氣中進行700°C退火以從p-GaN中驅(qū)除氫，從7對二氧化硅和五氧化鉭層形成全向反射器，以及用于觸點和金屬焊盤的鋁/鎳/金沉積。

　　使用安裝在銀接頭上并封裝在硅樹脂中的切塊設(shè)備進行測試。已發(fā)現(xiàn)，與沒有n⁺-/n-GaN層穿孔的類似參考MOCVDTJ-μLED相比，在整個器件上發(fā)射的輻射更加均勻。實際上，在參考器件的邊緣處的發(fā)射更大，這很可能是由于退火過程中氫的側(cè)壁向外擴散所致。帶有穿孔的TJ-μLED的電氣性能也很出色，對于給定的注入電流密度，可提供更緊密和更低的正向電壓。相比之下，參考器件在更大的面積上顯示出增加的正向電壓，這表明在這些情況下，退火期間氫側(cè)壁向外擴散的有效性降低。