硅发光二极管

英国萨里大学的科学家使用硅材料制造出能在室温下有效发光的二极管。在此基础上,科学家有望将发光装置有效地集成到超大规模集成电路中,制造出体积更小、功能更强大的芯片,以及更高性能的通信设备。

基于超像素的硅基有机发光二极管微显示器

基于超像素技术,针对彩色硅基OLED(Organic Light Emitting Diode)微显示器,提出一种数字驱动策略,通过复用相邻像素信息,使单像素用于多个相邻像素成像,大幅提高显示分辨率.设计了一种数字驱动彩色OLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)微显示器驱动电路,在120 Hz帧频的条件下,可实现256级灰度和4K显示分辨率,且电路面积和每秒数据传输量仅为传统驱动方式的50%.经测试验证,该驱动电路可实现的OLED像素平均电流范围为13.1 pA~3.74 nA,可满足微显示器近眼显示需求.

扩硼硅pn结二极管室温近红外电致发光性能

采用扩散法制备了两种掺杂浓度的硅pn结二极管,对它们的室温近红外电致发光性能进行了研究。结果表明,轻掺硅pn结二极管室温电致发光谱中只有带边峰(1.1eV),而重掺硅pn结二极管在较大的注入电流下,除带边峰外还有0.78eV发光峰,该发光峰的强度随注入电流增加呈指数增长。在低温光致发光谱中没有出现与缺陷相关的发光峰,在高分辨截面透射电镜照片中也没有发现位错或位错环等缺陷。0.78eV发光峰可能是由于大量硼扩散进入硅晶格内产生的应力造成带隙变化,注入的载流子在此处进行辐射复合产生的。

不含任何重金属的彩色高效硅基发光二极管

硅长期以来一直被认为不适合发光二极管的制造，然而这在纳米尺度却并非正确。现在来自德国卡尔斯鲁厄理工：学院（KIT）和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体，成功制造出了高效的硅基发光二极管（SiLEDs），其：不含重金属，却能够发射出多种颜色的光，且制成的硅基发光二极管具有令人惊讶的长期稳定性，这在此前从未实现：过。

科研人员借助硅纳米晶体制出发光二极管

来自德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体，成功制造出了高效的硅基发光二极管（SiLEDs），其不含重金属，却能够发射出多种颜色的光。相关研究报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志上。

科学家制成彩色高效硅基发光二极管

硅纳米晶体的尺寸仅为几纳米，却具有很高的发光潜力。现在，来自德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体，成功制造出了高效的硅基发光二极管（SiLEDs）．其不含重金属．

稀土Nd,Ce掺杂硅基薄膜光致发光特性

测量了Nd ,Ce稀土离子注入Si基晶片 ,在不同离子注入剂量、不同退火条件下的室温光致发光 (PL)谱 ,结果表明它们均具有蓝、紫发光峰 ,且发光稳定。在一定范围内发光效率随掺杂浓度的增加而增大 ,随退火条件的不同而改变。运用原子力显微镜 (AFM )对样品的表面形貌进行了观察 ,结果显示 ,样品表面颗粒大小、粗糙度将影响其发光效率。表面颗粒大小均匀 ,均方根粗糙度小的样品发光效率较高。通过对样品的卢瑟福背散射 (RBS)能谱测量 ,对样品的表面结构进行了探讨 ,并讨论了表面结构与光致发光特性之间的联系。对样品的发光机理作了初步探讨。

标准CMOS工艺低压栅控硅发光器件设计与制备

本文采用0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的低压栅控硅基发光器件.该光源器件内部采用n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)的叉指结构,在相邻两个p^(+)有源区之间覆盖多晶硅栅作为第三端控制电极,用于在源/漏区边缘形成场诱导结,降低p^(+)/n-well结的反向击穿电压,提高器件发光功率.测试结果表明,该光源器件可以发射420nm~780nm的黄色可见光,在3V的正向栅压下,p^(+)/n-well发光二极管的反向击穿电压下降到3V以下,光输出功率提高至2倍以上.本文设计的光源器件工作电压较低,并且与CMOS工艺完全兼容,可以与其他CMOS电路共用电源并且实现单片集成,在硅基光电子集成领域具有一定的应用价值.

NEC新型硅二极管高速实现光电转换

NEC开发成功了可将光信号高速转换为电信号的硅发光二极管，并在“国际纳米综合展·技术会议（nanotech2005）”上展出。通过采用硅材料生产，不仅可以减小光通信系统的体积、实现低成本，而且将来还有望在LSI内部的光布线中使用。

能实现光电高速转换的硅二极管研制成功

一般情况下，硅发光二极管与InP(磷化铟)等制成的化合物半导体相比，光吸收率及载流子迁移率较低，因此很难提高灵敏度。而此次通过在传感器上部设置银制天线，利用表面等离子体谐振现象生成了很强的近场光，从而解决了这一问题。另外，该产品通过大幅减小元件体积，降低了寄生电阻和寄生电容，从而实现了可与20GHz化合物半导体媲美的高速特性。

新发光二极管技术

想从硅中获得发光就像从石头中抽取血液那么难.虽经数年研究并采用了各种方法,科学家们还无法成功地制造出效率大于0.1%的硅发光器.

标准CMOS工艺U型Si LED器件发光分析

描述了用于制备SiLED发光器件的Si材料的一些特性和Si发光器件的发光原理,分析了影响Si发光器件发光性能的主要因素。介绍了采用新加坡Charter公司的0.35μm标准CMOS工艺最新设计和制备的U型SiLED发光器件,设计和制备此U型器件主要目的是尽可能大的提高侧面发光效率。在对器件进行了电学和光学特性的测量后,得到了SiLED发光及实际版图的显微图形以及器件的正反向I-V特性和发光光谱。器件在室温下反向偏置,50mA电流下所得辐射亮度值为14.43nW,发光峰值在772nm处。

一种高分辨率硅基OLED驱动芯片设计

设计了一款分辨率为1400×1050的OLED微显示器驱动芯片。利用10位的DAC将数字视频信号转成模拟信号,内置10位计数器和数字比较器完成视频信号的传输,内置温度检测、负压电源CUK电路、正压电源LDO以及I2C接口等模块电路,可满足硅基OLED微显示器高集成度的需要。像素电路采用了改进的电压型驱动方式,能够在较宽的OLED公共阴极电压范围内维持很大的电流比率。采用0.18μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证,仿真结果表明,芯片在120M时钟频率下能够实现256级灰度,输出OLED像素电流范围为11pA^215nA,可以满足高分辨率OLED阵列高亮度和高对比度的要求。

高亮单色硅基LED微显示器件的制作

基于硅基有源驱动芯片和单色LED显示阵列芯片,利用光刻及沉膜工艺,在芯片上完成了640×480铟柱阵列的制备,之后采用回流焊、倒装焊工艺,实现了驱动芯片和显示芯片的互联。结果表明:采用倒装焊工艺可以实现硅基LED微显示器件的制作,具有可行性。

硅基OLED像素及驱动电路研究

从分析不同OLED(Organic light emitting diode,有机发光二极管)像素电路特点出发,分析并总结硅基OLED像素电路特点及设计要点。根据电压控制和电流控制电路的仿真结果,并从人眼的视觉时间积分特性出发,提出采用由两个晶体管一个电容构成的交流电压控制OLED像素电路及时间灰度法驱动相结合设计方案,在实现灰度的线性控制同时改善OLED寿命。并且随着分辨率及灰度级数的增加,可结合采用像素数据并行写入的方式降低电路系统的工作频率,并降低电路功耗。

一种用于硅基OLED驱动芯片的PWM电路设计

为改善传统模拟驱动方式在调亮时会改变OLED灰阶特性的现象,提出了一种可用于硅基OLED驱动芯片的脉宽调制电路(Pulse Width Modulation,PWM)电路。该电路对加在OLED阵列上的共阴极电压进行PWM调制,从而达到在调节亮度时灰阶特性不变的目的。电路采用0.18μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和流片验证。仿真和测试结果表明,当亮度从100 cd/m^2调节到500 cd/m^2时,灰阶特征得到了明显的改善。

一种高亮度均匀性硅基OLED像素电路设计

提出了一种可提高亮度均匀性的用于高分辨率硅基OLED微显示器的像素电路。该像素电路包含4个MOS管和1个电容(4T1C),通过对不同像素驱动管之间的阈值电压(Vth)的差值进行补偿,从而提高各个像素之间亮度均匀性。该电路采用0.18μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证,子像素面积仅为9μm×3μm,像素密度达2 822 PPI。仿真结果表明,在不补偿阈值电压的时候,像素之间电流的偏差从-62.6%变化到61.7%,补偿后,像素之间电流的偏差从-14.8%变化到11.8%。

硅基光源的研究进展

随着人们对大容量、高速和低成本的信息传播的要求越来越迫切,近年来硅基光电子学得以蓬勃发展,但硅基光源一直没有得到真正的解决,成为制约硅基光电子学发展的瓶颈.硅的间接带隙本质给高效硅基光源的实现带来很大困难,实用化的硅基激光是半导体科学家长期奋斗的目标.本文分别介绍了硅基发光材料、硅基发光二极管和硅基激光的研究进展,最后总结了目前各种硅基光源面临的问题和未来的发展方向.

一种提高硅基OLED微显示器对比度的像素电路

提出了一种应用于硅基有机发光二极管(Organic light emitting diode,OLED)微显示驱动芯片的新型像素单元电路,具有三个MOSFET和一个存储电容。相比传统的电压驱动像素单元电路,增加的一个MOSFET,可以根据输入数据的变化,自动调节其等效电阻,降低像素单元的最小输出电流。本像素电路能够在较宽的OLED公共阴极电压范围内维持很大的电流比率。该电路采用SMIC 0.35μm 2P4M混合信号工艺进行设计,目前已成功应用于一款分辨率为800×600,像素节距为15μm×15μm的硅基OLED驱动芯片,经测试验证,输出电流范围为280pA^65nA,可以同时满足OLED阵列高亮度和高对比度的要求。