Micro LED：晶能光电硅衬底GaN基技术的又一重大应用机会

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GaN基LED技术的领跑者——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8月21日举行的第三代半导体光电产业创新发展大会上，国家千人计划、晶能光电副总裁付羿介绍了硅衬底GaN基Micro LED的潜在工艺优势。他表示，低成本、大尺寸、可无损剥离的硅衬底薄膜LED工艺将有力推动Micro LED的开发与产业化。

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GaN基LED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GaN基LED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SiC和GaN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 LED与OLED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，经过十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的芯片、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GaN基LED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GaN基LED领域积累了十余年的技术和量产经验，如能转移至Micro LED，Micro 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！