综述：InGaN红色微米发光二极管在显示领域的最新进展

（编辑推荐）本综述系统探讨了InGaN红色微米发光二极管（micro-LED）作为全彩显示关键组件的优势与挑战，对比AlGaInP材料体系，突出其小尺寸效应（size effect）、高热稳定性及工艺兼容性。针对增强现实（AR）应用需求，深入分析效率（EQE<5%）与发射波长蓝移（blueshift）问题，提出提升外量子效率（EQE）和抑制蓝移的双路径解决方案，为下一代显示技术提供重要参考。

　　

特殊设计与MOCVD技术
制备高质量高铟含量InGaN活性层是提升红色micro-LED性能的核心。金属有机化学气相沉积（MOCVD）凭借适中的生长速率和纳米级结构调控能力，成为主流制备技术。通过优化温度梯度法、脉冲生长模式以及应变调控超晶格缓冲层，可显著改善高铟（>30%）InGaN量子阱（QW）的晶体质量。例如，低温生长结合间断退火工艺能抑制铟原子偏聚，而AlGaN/GaN超晶格缓冲层可缓解晶格失配至11%。

新型活性区结构
突破传统平面量子阱设计，量子点（QD）和纳米线结构展现出独特优势。量子点通过三维载流子限域效应减弱量子限制斯塔克效应（QCSE），而垂直排列的纳米线阵列则利用应变松弛特性提升铟掺入效率。实验表明，纳米线结构在10 A/cm²电流密度下可实现615 nm发射波长，且半高宽（FWHM）缩减至40 nm。

典型器件性能与挑战
当前最优InGaN红色micro-LED在2 μm尺寸下外量子效率（EQE）仅达4.7%，工作电流密度需100 A/cm²以满足2000尼特亮度需求。高电流导致显著波长蓝移（>20 nm），主因是载流子屏蔽效应削弱了QCSE。此外，高铟含量引发的相分离问题可能产生额外发射峰，进一步影响色纯度。

蓝移与多峰抑制策略
采用阶梯式量子阱设计可分级补偿压电场，将蓝移控制在5 nm内。掺杂Mg的电子阻挡层（EBL）能平衡载流子注入，减少效率滚降（droop）。值得注意的是，斜切衬底技术通过降低极化场强度，使10 μm器件在50 A/cm²下仍保持610 nm稳定发射。

全彩单片集成前景
通过隧道结（TJ）键合或纳米孔选择性外延，已实现5 μm像素间距的全彩InGaN micro-LED阵列。其中，三结垂直堆叠结构在10⁴ cd/m²亮度下色域覆盖Rec. 2020标准的92%，但串联电阻和热管理仍是产业化瓶颈。

总结与展望
尽管InGaN红色micro-LED在效率与波长稳定性上面临挑战，其与蓝绿光器件的工艺兼容性为全彩显示提供唯一可行方案。未来需突破高铟量子阱生长动力学限制，开发新型载流子调控结构，并优化单片集成工艺链，以满足AR等高端显示应用需求。