基于氮氧化铝技术的透明氮化铝电阻存储器，用于微LED像素中的低泄漏多级切换

《Advanced Materials Technologies》：Aluminum Oxynitride-Engineered Transparent Aluminum Nitride Resistive Memory for Low-Leakage Multilevel Switching in Micro-LED Pixels

　　

摘要

透明的微发光二极管（LED）显示器需要驱动元件，这些元件应具有低关态电流、稳定的多电平切换特性以及高光学透射率。然而，基于氧化物的透明电阻存储器会与氧化铟锡（ITO）电极发生显著的氧交换，导致高漏电流和切换窗口不稳定。基于氮化物的器件虽然具有更好的界面稳定性，但由于氮空位（V_N）陷阱的存在，通常会出现突变的二进制切换现象，从而限制了其可靠的多电平操作。本研究提出了一种基于氮化铝（AlN）的透明电阻存储器，该存储器采用了一层均匀的超薄铝氧氮化物（AlON）界面层。通过精确控制反应溅射条件，可以调节ITO/AlN界面处的氧掺入量，形成一层稳定的AlON过渡层，该层能够抑制漏电流路径并形成浅层、分布均匀的陷阱。该器件通过Poole–Frenkel导电机制工作，实现了低关态电流，并同时具备四种可重复的电阻状态，适用于灰度调制。ITO/AlON/AlN_0.81/ITO堆栈在蓝色光谱区域的透射率仍保持在约79%，确保了与微LED垂直集成时的最小损耗。温度依赖性测试证实了在自热条件下电阻分离的稳定性。与微LED像素的集成实验表明，发射强度可以阶梯式调节而不会出现光谱失真。这些发现证明了AlON/AlN结构是一种有效的、低漏电流、具备多电平切换能力的透明微LED驱动元件。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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