近日，為了解決晶片尺寸不匹配的問(wèn)題并應(yīng)對(duì) microLED 生產(chǎn)產(chǎn)量方面的挑戰(zhàn)，ALLOS 應(yīng)用其獨(dú)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(bào)告了其 300 mm 外延片的成功發(fā)展藍(lán)圖。

產(chǎn)量對(duì)于 microLED 顯示器的成功起著至關(guān)重要的作用。它會(huì)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(duì)于 microLED 應(yīng)用而言尤其如此，它將來(lái)自 CMOS 生產(chǎn)線(xiàn)的晶片與 LED 外延片集成（如通過(guò)粘合）。對(duì)比藍(lán)寶石基氮化鎵 （GaN－on－sapphire） 實(shí)現(xiàn)的更小直徑，匹配的晶片直徑甚至還起到了促進(jìn)作用。ALLOS 團(tuán)隊(duì)已采用其獨(dú)有的應(yīng)變工程技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高波長(zhǎng)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(zhǎng)一致性始終低于 1 nm STDEV。“與此同時(shí)，我們還達(dá)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(shí)，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?yàn)槲覀兊募夹g(shù)團(tuán)隊(duì)僅在對(duì)這項(xiàng)工作投入非常有限的時(shí)間和資源的情況下，推動(dòng)了 GaN 技術(shù)的發(fā)展?！?/p>

圖 1：用于 microLED 應(yīng)用的 200 mm GaN－on－Si 外延片波長(zhǎng)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(shí)指出：“我們公司的前身 AZZURRO 已率先在市場(chǎng)上推出了 150 mm 商用產(chǎn)品，后來(lái)又推出了 200 mm GaN－on－Si 外延片。下一個(gè)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(jì)的首個(gè)反應(yīng)器 Veeco ImPulse 面世時(shí)，我們便著手應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)?！?/p>

ALLOS 證實(shí)，其技術(shù)已在此新反應(yīng)器上成功擴(kuò)展 300 mm。特別是，ALLOS 獨(dú)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(hù)提供這項(xiàng)技術(shù)。”ALLOS 聯(lián)合創(chuàng)始人之一 Nishikawa 補(bǔ)充道。

相比于 LED 行業(yè)的其他因素，從 100 mm 直徑（典型的藍(lán)寶石基氮化鎵晶片尺寸）按比例增大對(duì)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(xiàn)成本更低和生產(chǎn)精度更高的 CMOS 設(shè)施。它還具有更深遠(yuǎn)的影響，因?yàn)榇蠖鄶?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(guò)改善面積利用率來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的成本效益。

關(guān)于 300 mm 外延片的優(yōu)勢(shì)，Loesing 總結(jié)道：“對(duì)于 microLED 顯示器來(lái)說(shuō)，大晶片尺寸的面積利用率更高，單是這一點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn) 300 mm 外延片 40％ 的成本優(yōu)勢(shì)。加上 CMOS 生產(chǎn)線(xiàn)帶來(lái)的其他成本優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，這使得領(lǐng)先的業(yè)內(nèi)廠商開(kāi)始評(píng)估基于 300 mm GaN－on－Si 的 microLED 顯示器。”