ALLOS报告了用于micro LED的200mm硅上GaN硅晶片的波长均匀性和可重复性

行家说LED快讯 · 2020-04-01

为了解决晶圆尺寸不匹配并解决微型LED生产中的良率挑战,ALLOS应用了其独特的应变工程技术,以显示出出色的均匀性和可重复性,适用于200 mm的GaN-on-Si硅外延片。此外,该公司还报告了其在300毫米路线图中的成功。

产量对于使微型LED显示器成功至关重要。它直接影响制造的复杂性和成本。为了降低所需的成本,大晶片直径是必不可少的。对于微型LED应用而言尤其如此,其中CMOS线的晶圆与LED外延晶圆集成在一起,例如通过粘合。在这里,与蓝宝石上的GaN可获得的较小直径相比,匹配的晶片直径甚至具有促成作用。ALLOS团队已经使用其独特的应变工程技术来进一步推动波长均匀性,并于2019年2月在Veeco的Propel上展示了200 mm的GaN-on-Si LED外延片,STDEV的厚度仅为0.6 nm。

凭借最新的结果,ALLOS现在可以显示出此技术的出色可重复性,其波长均匀性在200 mm的STDEV下始终低于1 nm。“与此同时,我们达到了所有其他生产要求,例如弓<40 µm和SEMI标准厚度725 µm。这些参数在将CMOS晶圆粘合到LED外延晶圆时非常重要,” ALLOS的共同创始人之一亚历山大·洛辛(Alexander Loesing)补充说,“这些结果尤其令人印象深刻,因为我们的技术团队确实在推动GaN技术的发展只有有限的时间和资源可用于这项工作。”


图1:用于micro-LED应用的200mm硅上GaN外延晶片上波长均匀性的可再现性。

ALLOS的首席技术官Atsushi Nishikawa博士在谈到这一成就时指出:“我们的前任公司AZZURRO已经首先在市场上推出了150毫米商业化产品,后来又推出了200毫米GaN-on-Si外延晶片产品。制造300毫米是下一个自然挑战。当第一个为如此大的晶圆设计的反应器Veeco ImPulse面世时,我们便着手应对这一挑战。”

ALLOS确认,其技术已在此新反应堆上成功扩展至300 mm。特别是,ALLOS独特的应变工程技术和出众的晶体质量可按预期在300 mm上工作。


图2:用于Micro LED的300 mm硅上GaN外延晶片。

“成为率先将III /氮化物技术推向300毫米的国家之一,对我们来说非常令人兴奋。它证明了我们的应变工程技术的坚固性,我们也希望为micro LED客户建立这项技术。” Nishikawa补充道,他也是ALLOS的共同创始人之一。

从100毫米的直径(蓝宝石上的GaN的典型晶圆尺寸)开始扩大规模,对微型LED的业务影响比在LED行业的其他部门更大。除了在使用较大直径时降低单位面积成本的众所周知的效果,用于微型LED生产的跃迁至200 mm和300 mm的GaN-on-Si使得能够使用成本更低,产量更高的CMOS设备精度比传统的LED线高。之所以会产生进一步的效果,是因为大多数微型LED制造概念要么包括使用大面积传输戳记的传质技术,要么是单片集成显示器:


图3:按比例缩放晶圆尺寸:由于显示器或转移印章的矩形形状与晶圆的圆形形状相匹配,因此可以通过更好地利用面积来获得额外的成本优势。  

总结300毫米的优势后,Loesing得出结论:“对于微型LED显示屏而言,较大的晶圆尺寸的更好的面积利用率可以很容易地为这一步骤带来300毫米外延片成本优势的40%。加上CMOS生产线的其他成本优势和生产优势,这导致领先的行业参与者评估基于300 mm硅基GaN的微型LED显示器。”