大尺寸硅襯底Micro LED外延推動國產(chǎn)微顯技術新突破
來源:LEDinside 編輯:ZZZ 2024-11-26 09:16:11 加入收藏
2024年9月,Meta于Meta Connect 2024大會上發(fā)布了采用Micro LED微顯技術的輕量全彩AR眼鏡原型Orion,搭配多種傳感器和碳化硅光波導。扎克伯格稱其是“世界上最好的AR眼鏡”。在Meta官方宣傳片中,英偉達CEO黃仁勛稱贊這款AR眼鏡:“顯示、色彩很不錯,眼球追蹤技術也很棒。”
新標桿產(chǎn)品將智能眼鏡背后關鍵的微型顯示技術又一次推到了科技探索的話題中心。代表新世代顯示技術的Micro LED,在大尺寸顯示領域展示出其優(yōu)異性能后,在微顯示領域也在逐漸綻放光彩。TrendForce集邦咨詢估計,到2030年,Micro LED技術在AR眼鏡領域應用占比將達到44%。
Micro LED微顯示在亮度和可靠性上擁有傳統(tǒng)技術無法比擬的優(yōu)勢,然而從樣品進入規(guī)模商用尚需時日。我國產(chǎn)學研界正孜孜不倦地聯(lián)合推動Micro LED微顯示的技術進步和產(chǎn)業(yè)落地。
近日,國內(nèi)企業(yè)與高??蒲袌F隊強強聯(lián)合,在Micro LED微顯示關鍵技術上取得最新突破,并在核心國際學術期刊上發(fā)表重要成果。
國產(chǎn)Micro LED微顯示研究喜訊連連
為突破Micro LED微顯示的全彩瓶頸,今年9月,湖南大學研究團隊聯(lián)合湖南師范大學、諾視科技公司、晶能光電公司,在學術期刊Advanced Materials 發(fā)表了量子點色轉換像素集成的Micro LED全彩集成工藝,并制備了40萬尼特超高亮度、3300PPI超高分辨率的0.39英寸Micro LED全彩微顯示芯片。
圖片來源:Advanced Materials
一個月后,湖南大學研究團隊聯(lián)合諾視科技、晶能光電、數(shù)字光芯等合作者,針對現(xiàn)有Micro LED微顯示屏在亮度和均勻性難以達到實際應用要求的難題,又在知名學術期刊Light: Science & Applications 上發(fā)表了研究成果和解決方案。
圖片來源:Light: Science & Applications
聯(lián)合團隊成功開發(fā)了包括大尺寸高質量硅襯底Micro LED外延片制備工藝、非對準鍵合集成技術、和原子級側壁鈍化技術的IC級GaN基Micro LED晶圓制造技術,在硅襯底GaN外延片上實現(xiàn)了目前公開報道最高亮度的1000萬尼特的綠光Micro LED微顯模組。
兩項Micro LED微顯示研究成果的背后,均是國內(nèi)LED行業(yè)最前沿技術的整合與協(xié)作。其中,晶能光電提供了行業(yè)尖端的大尺寸硅襯底Micro LED外延晶圓。
大尺寸硅襯底外延是Micro LED微顯技術發(fā)展基石
目前Micro LED的外延片生長及后續(xù)芯片工藝上,主要有兩種技術路線 ,一種是使用4/6英寸的藍寶石襯底進行外延生長;另一種路線則采用8英寸或更大尺寸的硅襯底進行Micro LED外延。隨著微米級像素的Micro LED微顯示產(chǎn)品進入類IC制程,大尺寸的硅襯底GaN基Micro LED外延技術路線逐漸體現(xiàn)出高襯底去除良率、高CMOS鍵合良率、大尺寸、低成本、低翹曲等優(yōu)越特性。
可以預見,硅襯底外延技術的進一步成熟將成為Micro LED微顯示產(chǎn)業(yè)化落地的關鍵推手。
大尺寸的硅襯底外延技術更加符合當下Micro LED應用的發(fā)展趨勢。
盡管發(fā)展時間更長,成熟度更高的藍寶石襯底GaN LED技術在普通照明領域穩(wěn)居主流。但海內(nèi)外少數(shù)LED企業(yè)早已捕捉到行業(yè)風向,并以更長遠的目光看見大尺寸硅襯底外延在Micro LED領域的巨大潛力,率先開啟研發(fā)之路,而晶能光電則是國內(nèi)硅襯底Micro LED外延技術的先行者。
晶能光電作為國內(nèi)少有專注于硅襯底GaN技術的LED企業(yè),已將硅襯底GaN基LED技術成熟應用于手機閃光燈,移動照明、車載照明等領域,并持續(xù)將硅襯底GaN基LED外延產(chǎn)品從4英寸往8英寸以及12英寸方向升級,大幅優(yōu)化技術性能與成本。
而早在2018年,晶能光電就率先在國內(nèi)開展大尺寸硅襯底上GaN基藍、綠、紅Micro LED外延技術的研發(fā)工作。
2020年,晶能光電推出8英寸硅襯底InGaN紅光外延技術;2021年,晶能光電制備出了像素密度為1000PPI的硅襯底InGaN紅、綠、藍三基色Micro LED陣列;
晶能光電硅襯底GaN基RGB Micro LED陣列
2022年,晶能光電突破8英寸硅襯底InGaN基三基色Micro LED外延關鍵技術,成功制備5微米pitch的Micro LED三基色陣列;
2023年,晶能光電發(fā)布12英寸硅襯底InGaN基紅、綠、藍全系列三基色Micro LED外延技術成果,為Micro LED增效降本打下基礎,繼續(xù)推動微顯示技術發(fā)展。
晶能光電12英寸硅襯底紅、綠、藍光InGaN基LED外延片快檢EL點亮效果
目前,晶能光電已具備365-650nm全色系硅襯底GaN LED外延技術,并開發(fā)出4-12英寸硅襯底GaN基紅\綠\藍Micro LED外延,已向全球研究機構和企業(yè)提供標準厚度8inch CMOS匹配的高質量外延片產(chǎn)品。
針對萬級像素矩陣車燈和車載HUD應用,晶能光電已開發(fā)藍光Micro LED外延結構,在1000A/cm 2 下能夠實現(xiàn)20%以上的外量子效率。
未來,晶能光電在大尺寸硅襯底GaN基Micro LED外延技術領域將持續(xù)深耕,也將更密切地與中下游合作伙伴協(xié)作探索,推動我國Micro LED微顯技術的產(chǎn)業(yè)化落地。
總結
LED行業(yè)正在快步走向Micro LED時代,在成本和良率的驅動下,向大尺寸硅襯底Micro LED外延晶圓升級已是Micro LED產(chǎn)業(yè)化的重要發(fā)展趨勢。
在全球企業(yè)積極深入研究與挖掘Micro LED技術在微顯示領域應用潛能的背景下,晶能光電通過持續(xù)研究完善硅襯底Micro LED外延技術,助力國內(nèi)Micro LED微顯示技術屢屢取得領先成果。未來,晶能光電也將攜手中國LED產(chǎn)業(yè)研同仁,共同繼續(xù)突破Micro LED技術難題,引領中國LED行業(yè)站在Micro LED技術最尖端。
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