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Micro LED:晶能光电硅衬底GaN基技术的又一重大应用机会
来源:   2018-08-22   点击:   【关闭窗口】
         Micro LED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,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。

Micro LED


作为全球硅衬底GaNLED技术领跑者——晶能光电也将目光投向Micro LED开始了Micro LED技术的前瞻性探索。在821日举行的第三代半导体光电产业创新发展大会上,按照大会计划,晶能光电副总裁付羿介绍了硅衬底GaNMicro LED的潜在工艺优势他表示低成本、大尺寸、可无损剥离硅衬底薄膜LED工艺将有力推动Micro LED发与产业化。


报告中提到,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。目前,只有硅衬底GaNLED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。


报告中还指出,硅衬底GaNLED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MicroLED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SiCGaN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 LEDOLED的市场竞争难度。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。


付羿介绍到,经过多年持续不断的技术研发和工艺升级,目前,晶能光电量产硅衬底LED外延片位错密度已经低于4E8/cm2,发光效率达175Lm/W,产品性能在市场同类产品中领先。晶能光电是国内最大的垂直结构LED制造商,硅衬底GaN产品覆盖了蓝光、白光、紫外LED芯片、灯珠、模组以及GaN功率器件外延片,在手机闪光灯、移动照明、汽车照明后装市场、UVA市场出货量均在国内排名前列。更重要的是,晶能光电硅衬底GaNLED技术拥有完整自主知识产权,能够对用户和合作伙伴提供全面专利保护。


对晶能光电加入Micro LED的研究阵营易美芯光CTO刘国旭博士评论:“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GaNLED领域积累了十余年的技术和量产经验,如能转移至Micro LEDMicro 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!