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。”