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德国MicroLED技术厂商ALLOS将GaN-on-Si晶圆扩展至300mm

MicroLED.cn MicroLED 2020-04-01 14:11:58 16559 0 | 文章出自:ALLOS MicroLED

为了解决芯片尺寸不匹配的问题并应对Micro LED生产量的挑战,德国Micro LED技术厂商ALLOS应用其独特的应变工程技术,展示200mm(8寸)硅基氮化镓 (GaN-on-Si) 晶圆片的出色一致性和可重复性,并同时说明其300mm(12寸)晶圆的成功发展蓝图。

良率是Micro LED显示器的成功的关键,并且会直接影响生产的复杂性和成本。为了降低所需的成本,必须采用大芯片直径。

这对于Micro LED应用而言尤其如此,Micro LED需要整合CMOS生产线的芯片与 LED晶圆片整合(譬如利用接合方式)。对比蓝宝石基氮化镓 (GaN-on-sapphire) 实现的更小直径,匹配的芯片直径还能促进其作用。

ALLOS团队采用其独有的应变工程技术来进一步提高波长一致性,并于2019年2月在Veeco的Propel产品上展示了200mm的GaN-on-Si LED晶圆片,标准差 (STDEV) 低至0.6nm。

ALLOS的最新研究结果显示,该技术现具有出色的可复制性,200mm的波长一致性始终低于1nm STDEV。

ALLOS联合创始人之一Alexander Loesing表示,与此同时,公司还达到了所有其他生产要求,例如弓小于40μm,SEMI标准厚度为725μm。在将CMOS芯片粘合到LED外延片时,这些参数非常重要。

结果令人印象深刻,因为ALLOS的技术团队仅在对这项工作投入非常有限的时间和资源的情况下,推动了GaN技术的发展。

德国MicroLED技术厂商ALLOS将GaN-on-Si晶圆扩展至300mm  第1张

图 1:用于Micro LED 应用的 200mm GaN-on-Si 晶圆片波长一致性已能重复达成

ALLOS的CTO Atsushi Nishikawa博士指出,公司的前身AZZURRO已率先在市场上推出了150mm商用产品,后来又推出了200mm GaN-on-Si外延片。下一个挑战自然是生产300mm外延片。当为如此大的芯片设计的首个反应器Veeco ImPulse面世时,ALLOS便着手应对这一挑战。

ALLOS证实,其技术已在此新反应器上成功扩展至300mm。特别是,ALLOS独有的应变工程技术和出众的晶体质量如预期的一样适用于300mm。

德国MicroLED技术厂商ALLOS将GaN-on-Si晶圆扩展至300mm  第2张

图 2:用于Micro LED的300mm GaN-on-Si晶圆片

相比于LED行业的其他因素,从100mm直径(典型的蓝宝石基氮化镓芯片尺寸)按比例增大对于Micro LED的业务影响更大。使用大直径除了能够降低单位面积成本效果之外,用于Micro LED生产的200mm和300mm GaN-on-Si晶圆片还能比传统LED生产线的成本更低和生产精度更高的CMOS设施。他还能造成更进一步的影响,因为大多数Micro LED生产模式使用大面积转印技术,或是整合单片显示器:

德国MicroLED技术厂商ALLOS将GaN-on-Si晶圆扩展至300mm  第3张

图 3:放大的芯片尺寸:由于显示器的匹配矩形形状或至圆形芯片的转印,可透过改善面积利用率来实现额外的成本效益。

关于300mm晶圆的优势,Loesing总结道,对于Micro LED显示器来说,大芯片尺寸的面积利用率更高,单是这一点就能实现300mm外延片40%的成本优势。加上CMOS生产线带来的其他成本优势和生产优势,这使得领先的业内厂商开始评估基于300mm GaN-on-Si的Micro LED显示器。

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