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        Micro LED:晶能光電硅襯底GaN基技術的又一重大應用機會

        2018-08-23

        因具有超高解析度,高色彩飽和度,納秒級響應時間以及低功耗等優點,Micro LED成為Apple、Sony、Facebook、Samsung、LG、Osram、Nichia等國際大廠爭相布局的新世代顯示技術。

        作為全球硅襯底GaN基LED技術的領跑者,晶能光電最近也將目光投向了Micro LED。

        Micro LED芯片路線的選擇,必須要考慮到成本、良率、以及和轉移/鍵合工藝的兼容。外延片尺寸越大,不但可以降低芯片成本,提高外延面積利用率,而且更容易兼容IC工藝以提升Micro LED生產效率和良率。

        晶能光電副總裁付羿表示,目前只有硅襯底GaN基LED實現了8英寸量產,并且在單片MOCVD腔體中取得了8英寸外延片內波長離散度小于1nm的優異均勻性,這對于Micro LED來說至關重要。商用的12英寸及以上的硅圓晶已經完全成熟,隨著高均勻度MOCVD外延大腔體的推出,硅襯底LED外延升級到更大圓晶尺寸不存在本質困難。

        付羿介紹到,硅襯底GaN 基LED采用化學濕法去除襯底工藝以獲取LED薄膜芯片,這種濕法剝離避免了對LED外延層的損傷,對保證微小電流驅動的Micro LED的光效和良率非常關鍵。

        作為比較,藍寶石襯底激光剝離對GaN外延層的損傷難以避免,并且可以預見,當藍寶石襯底能夠升級到更大尺寸后,激光剝離襯底良率的挑戰會越來越大。在薄膜芯片制程中,雖然SiC和GaN襯底LED不需要激光剝離,但由于這兩種襯底的價格極高(尤其是大尺寸襯底),將加大Micro LED與OLED的市場競爭難度。

        他指出,目前Micro LED薄膜芯片的結構設計分為倒裝(同側雙電極)和垂直(上下電極)兩種。對于典型尺寸的Micro LED(芯片邊長不超過10μm),如果采用同側雙電極結構,和控制背板的一次鍵合就可以完成正負極連接,但在鍵合過程中容易出現正負電極短路,同時對鍵合精確度也有很大挑戰。與此相比,上下電極的薄膜垂直Micro LED更有助于鍵合良率,但需要增加一層共陰(或者共陽)的透明電極。

        總之,無論后端工藝要求同側雙電極結構還是上下電極結構,大尺寸硅襯底LED薄膜芯片制程都能夠相應制備低成本、高良率的Micro LED芯片。

        付羿認為,低成本、大尺寸、可無損剝離的硅襯底薄膜LED工藝將有力推動Micro LED的開發與產業化。

        對于晶能光電加入Micro LED的研究陣營,易美芯光CTO劉國旭博士評論道:“硅襯底GaN基技術的特性是制造Micro LED芯片的天然選擇,晶能光電在硅襯底GaN基LED領域積累了十余年的技術和量產經驗,如能轉移至Micro LED,Micro LED的應用將會向前邁一大步?!?br />
        或許正如劉國旭所說:Micro LED或將是晶能光電的又一重大應用機會!
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