Micro LED被譽(yù)為新時代顯示技術(shù),，但目前仍面臨關(guān)鍵技術(shù),、良率、和成本的挑戰(zhàn)。

　　微米級的Micro LED已經(jīng)脫離了常規(guī)LED工藝,，邁入類IC制程,。相對其它競爭方案,，大尺寸硅襯底氮化鎵（GaN）Micro LED技術(shù)在制程良率、圓晶成本,、IC工藝兼容度等方面具有顯著優(yōu)勢，已成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的重要技術(shù)路線之一,。

　　當(dāng)前,，Plessey、ALLOS ,、STRATACACHE,、Aledia、MICLEDI等國際企業(yè)都在專注于硅襯底Micro LED的開發(fā),。在國內(nèi),，以晶能光電為產(chǎn)業(yè)界代表，硅襯底Micro LED技術(shù)開發(fā)同樣匯聚了強(qiáng)大的推動力量,。

　　在2022集邦咨詢第三代半導(dǎo)體前沿趨勢研討會上,，晶能光電外延工藝經(jīng)理周名兵詳細(xì)介紹了公司在硅襯底氮化鎵Micro LED外延和芯片方面的進(jìn)展。

　　大尺寸硅襯底GaN技術(shù)

　　助力Micro LED產(chǎn)業(yè)化

　　周名兵指出,，Micro LED顯示技術(shù)在亮度,、光效、可靠性,、響應(yīng)時間,、色彩飽和度等方面具有優(yōu)勢，應(yīng)用范圍覆蓋AR,、HUD,、透明顯示、柔性顯示,，可穿戴設(shè)備,、高端顯示屏等等。

　　據(jù)TrendForce集邦咨詢調(diào)研,，到2026年,，預(yù)估Micro LED AR智慧眼鏡微顯模組產(chǎn)值將達(dá)3,830萬美元，Micro LED高端顯示屏的芯片產(chǎn)值將達(dá)45億美元,。

　　據(jù)悉,，目前Micro LED仍面臨著來自技術(shù)和成本的雙重挑戰(zhàn)。據(jù)悉,，業(yè)界仍需克服紅光光效,、激光轉(zhuǎn)移、晶圓鍵合,、全彩化,、檢測和修復(fù)等技術(shù)挑戰(zhàn)。周名兵認(rèn)為,，硅襯底GaN技術(shù)可以極大提升Micro LED的制程良率,。對Micro LED而言，硅襯底GaN技術(shù)相對傳統(tǒng)的藍(lán)寶石襯底GaN技術(shù)擁有某些關(guān)鍵優(yōu)勢,，包括大尺寸上的波長一致性,、襯底無損去除、晶圓翹曲控制,、CMOS鍵合良率等等,。

　　周名兵認(rèn)為，從市場滲透率的要求來看,， 到2027年Micro LED芯片和模組的綜合成本需要降低95%,。8英寸及以上的硅襯底GaN技術(shù)。結(jié)合高生產(chǎn)率的成熟類IC制程,，將是實現(xiàn)Micro LED生產(chǎn)成本大幅度下降的唯一途徑,。

　　他解釋，襯底尺寸從4英寸升級到8英寸,，單位圓晶面積上產(chǎn)出的芯片數(shù)量將增加25%,；從8英寸升級到12英寸，單位圓晶面積的芯片產(chǎn)出將再增加15%,。采用8英寸硅襯底GaN圓晶,，每個Micro LED微顯模組的BOM成本只有4英寸藍(lán)寶石方案的30%（含外延，芯片和CMOS背板）,。

　　深耕硅襯底氮化鎵,，

　　晶能光電突破Micro LED技術(shù)

　　晶能光電深耕硅襯底GaN產(chǎn)業(yè)化技術(shù)十五余年，產(chǎn)品線覆蓋外延,、芯片,、器件、模組鏈條,。公司的硅襯底GaN LED已廣泛應(yīng)用于手機(jī)閃光燈,，移動照明、車載照明和顯示,、mini直顯,，得到了市場的高度認(rèn)可。據(jù)悉,，晶能光電的硅襯底GaN基LED外延產(chǎn)品已成功從4英寸升級到8英寸,。

　　周名兵介紹，為了提高硅襯底上GaN的晶體質(zhì)量,，晶能光電不斷開發(fā)創(chuàng)新的GaN外延技術(shù),，如通過采用異質(zhì)外延的應(yīng)力積累和釋放模型優(yōu)化生長，利用晶格應(yīng)力誘導(dǎo)位錯反應(yīng),，在總外延層厚度5微米條件下,，可以穩(wěn)定量產(chǎn)位錯密度~1.5E8/c㎡的硅襯底GaN外延片,；晶能光電還通過采用薄buffer技術(shù)獲得總厚度超過8微米的低翹曲8英寸硅襯底GaN 外延層，為制備高性能的硅襯底GaN光電器件提供了關(guān)鍵的大尺寸材料平臺,。

　　晶能光電也在不斷開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅襯底LED器件技術(shù),。周名兵指出，晶能光電主要采用硅垂直結(jié)構(gòu)芯片工藝,，通過Ag鏡,、光刻、刻蝕,、ITO,、去硅、bonding等特色工藝獲得高良率,，高光效的垂直器件,。

　　周名兵特別提到，晶能光電正在積極開展針對Micro LED全彩技術(shù)的攻關(guān),。據(jù)悉,，目前，業(yè)界實現(xiàn)Micro LED的全彩化的技術(shù)途徑包括：

　　1,、全I(xiàn)nGaN方案,。該方案中，藍(lán)光和綠光屬于InGaN體系,，晶能光電已成功實現(xiàn)高效的藍(lán)綠光LED,；而紅光LED是Micro LED技術(shù)的重大瓶頸之一，晶能光電在InGaN紅光的開發(fā)上已取得初步成果,，目前正在和合作伙伴進(jìn)行InGaN紅光器件性能的進(jìn)一步提升,。

　　2、QD色轉(zhuǎn)換,。該方案主要是藍(lán)光Micro LED+QD或紫光Micro LED+QD,。晶能光電正在和合作伙伴一起開發(fā)單片全彩的QDCC Micro LED方案。

　　3.,、InGaN藍(lán),、綠光Micro LED和AlGaInP紅光Micro LED組合。

　　“要實現(xiàn)低成本,、高良率,、高可靠性的Micro LED，大尺寸的硅外延技術(shù)是比較重要的實現(xiàn)途徑,?！敝苊俅螐?qiáng)調(diào)，晶能光電在大尺寸硅襯底上的GaN外延技術(shù)深度耕耘，目前已開發(fā)了從365nm到650nm全色系8英寸硅襯底LED外延片,，并在外延參數(shù),、器件光效、一致性,、可靠性等關(guān)鍵方面進(jìn)行了全方位的優(yōu)化,。

　　晶能光電于2021年9月成功制備了紅、綠,、藍(lán)三基色硅襯底Micro LED陣列，在Micro LED全彩芯片開發(fā)上邁出了關(guān)鍵的一步,。

　　在此基礎(chǔ)上,，晶能光電于2022年成功制備8μm pitch像素矩陣并進(jìn)行切割，實現(xiàn)了R,、G,、B三基色Micro LED矩陣的點亮。據(jù)悉,，晶能光電即將推出鍵合在CMOS底板上的Micro LED微顯屏,。

　　（來源：化合物半導(dǎo)體市場 ）

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