近日，為了解決晶片尺寸不匹配的問題并應(yīng)對 microLED 生產(chǎn)產(chǎn)量方面的挑戰(zhàn)，ALLOS 應(yīng)用其獨特的應(yīng)變工程技術(shù)，展示了 200 mm 硅基氮化鎵 （GaN-on-Si） 外延片的出色一致性和可重復(fù)性。此外，公司還報告了其 300 mm 外延片的成功發(fā)展藍圖。

產(chǎn)量對于 microLED 顯示器的成功起著至關(guān)重要的作用。它會直接影響生產(chǎn)的復(fù)雜性和成本。為了降低所需的成本，必須采用大晶片直徑。這對于 microLED 應(yīng)用而言尤其如此，它將來自 CMOS 生產(chǎn)線的晶片與 LED 外延片集成（如通過粘合）。對比藍寶石基氮化鎵 （GaN-on-sapphire） 實現(xiàn)的更小直徑，匹配的晶片直徑甚至還起到了促進作用。ALLOS 團隊已采用其獨有的應(yīng)變工程技術(shù)來進一步提高波長一致性，并于 2019 年 2 月在 Veeco 的 Propel 產(chǎn)品上展示了 200 mm 的 GaN-on-Si LED 外延片，標(biāo)準(zhǔn)差 （STDEV） 低至 0．6 nm。

ALLOS 的最新研究結(jié)果表明，該技術(shù)現(xiàn)具有出色的可復(fù)制性，200 mm 的波長一致性始終低于 1 nm STDEV。“與此同時，我們還達到了所有其他生產(chǎn)要求，例如弓小于 40 mm，SEMI 標(biāo)準(zhǔn)厚度為 725 mm。在將 CMOS 晶片粘合到 LED 外延片時，這些參數(shù)非常重要。”ALLOS 聯(lián)合創(chuàng)始人之一 Alexander Loesing 表示，“這些結(jié)果令人印象深刻，因為我們的技術(shù)團隊僅在對這項工作投入非常有限的時間和資源的情況下，推動了 GaN 技術(shù)的發(fā)展。”

圖 1：用于 microLED 應(yīng)用的 200 mm GaN-on-Si 外延片波長一致性的可復(fù)制性。

ALLOS 的首席技術(shù)官 Atsushi Nishikawa 博士在談到這一成就時指出：“我們公司的前身 AZZURRO 已率先在市場上推出了 150 mm 商用產(chǎn)品，后來又推出了 200 mm GaN-on-Si 外延片。下一個挑戰(zhàn)自然是生產(chǎn) 300 mm 外延片。當(dāng)為如此大的晶片設(shè)計的首個反應(yīng)器 Veeco ImPulse 面世時，我們便著手應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。”

ALLOS 證實，其技術(shù)已在此新反應(yīng)器上成功擴展 300 mm。特別是，ALLOS 獨有的應(yīng)變工程技術(shù)和出眾的晶體質(zhì)量如預(yù)期的一樣適用于 300 mm。

圖 2：用于 microLED 的 300 mm GaN-on-Si 外延片。

“率先將 III 族氮化物技術(shù)應(yīng)用于 300 mm 令我們感到非常興奮。它證明了我們的應(yīng)變工程技術(shù)的可靠性，我們也希望為 microLED 客戶提供這項技術(shù)。”ALLOS 聯(lián)合創(chuàng)始人之一 Nishikawa 補充道。

相比于 LED 行業(yè)的其他因素，從 100 mm 直徑（典型的藍寶石基氮化鎵晶片尺寸）按比例增大對于 microLED 的業(yè)務(wù)影響更大。使用大直徑除了眾所周知的降低單位面積成本效果之外，用于 microLED 生產(chǎn)的 200 mm 和 300 mm GaN-on-Si 外延片還允許使用比傳統(tǒng) LED 生產(chǎn)線成本更低和生產(chǎn)精度更高的 CMOS 設(shè)施。它還具有更深遠的影響，因為大多數(shù) microLED 生產(chǎn)概念要么包含使用大面積傳輸戳記的傳質(zhì)技術(shù)，要么是單片集成顯示器：

圖 3：放大的晶片尺寸：由于顯示器的匹配矩形形狀或至圓形晶片的傳輸戳記，可通過改善面積利用率來實現(xiàn)額外的成本效益。

關(guān)于 300 mm 外延片的優(yōu)勢，Loesing 總結(jié)道：“對于 microLED 顯示器來說，大晶片尺寸的面積利用率更高，單是這一點就能實現(xiàn) 300 mm 外延片 40% 的成本優(yōu)勢。加上 CMOS 生產(chǎn)線帶來的其他成本優(yōu)勢和生產(chǎn)優(yōu)勢，這使得領(lǐng)先的業(yè)內(nèi)廠商開始評估基于 300 mm GaN-on-Si 的 microLED 顯示器。”

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