硅衬底GaN基LED技术,Micro LED将是晶能光电的重大应用

时间:2019-07-11 08:31:20 分享到:

因具有超高解析度,高色彩饱和度,纳秒级响应时间以及低功耗等优点,Micro LED成为Apple、Sony、Facebook、Samsung、LG、Osram、Nichia等国际大厂争相布局的新世代显示技术。作为全球硅衬底GaN基LED技术的领跑者,晶能光电最近也将目光投向了Micro LED。

Micro LED芯片路线的选择,必须要考虑到成本、良率、以及和转移/键合工艺的兼容。外延片尺寸越大,不但可以降低芯片成本,提高外延面积利用率,而且更容易兼容IC工艺以提升Micro LED生产效率和良率。

晶能光电副总裁付羿表示,目前只有硅衬底GaN基LED实现了8英寸量产,并且在单片MOCVD腔体中取得了8英寸外延片内波长离散度小于1nm的优异均匀性,这对于Micro LED来说至关重要。商用的12英寸及以上的硅圆晶已经完全成熟,随着高均匀度MOCVD外延大腔体的推出,硅衬底LED外延升级到更大圆晶尺寸不存在本质困难。
 
付羿介绍到,硅衬底GaN 基LED采用化学湿法去除衬底工艺以获取LED薄膜芯片,这种湿法剥离避免了对LED外延层的损伤,对保证微小电流驱动的Micro LED的光效和良率非常关键。作为比较,蓝宝石衬底激光剥离对GaN外延层的损伤难以避免,并且可以预见,当蓝宝石衬底能够升级到更大尺寸后,激光剥离衬底良率的挑战会越来越大。在薄膜芯片制程中,虽然SiC和GaN衬底LED不需要激光剥离,但由于这两种衬底的价格极高(尤其是大尺寸衬底),将加大Micro LED与OLED的市场竞争难度。

他指出,目前Micro LED薄膜芯片的结构设计分为倒装(同侧双电极)和垂直(上下电极)两种。对于典型尺寸的Micro LED(芯片边长不超过10μm),如果采用同侧双电极结构,和控制背板的一次键合就可以完成正负极连接,但在键合过程中容易出现正负电极短路,同时对键合精确度也有很大挑战。与此相比,上下电极的薄膜垂直Micro LED更有助于键合良率,但需要增加一层共阴(或者共阳)的透明电极。

总之,无论后端工艺要求同侧双电极结构还是上下电极结构,大尺寸硅衬底LED薄膜芯片制程都能够相应制备低成本、高良率的Micro LED芯片。

付羿认为,低成本、大尺寸、可无损剥离的硅衬底薄膜LED工艺将有力推动Micro LED的开发与产业化。

对于晶能光电加入Micro LED的研究阵营,易美芯光CTO刘国旭博士评论道:“硅衬底GaN基技术的特性是制造Micro LED芯片的天然选择,晶能光电在硅衬底GaN基LED领域积累了十余年的技术和量产经验,如能转移至Micro LED,Micro LED的应用将会向前迈一大步。”

或许正如刘国旭所说:Micro LED或将是晶能光电的又一重大应用机会!
 

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