CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，近日，SoftEpi和Sundiode公司聯(lián)合在世界上首次，僅使用InGaN材料開(kāi)發(fā)出一種紅、綠、藍(lán)三色堆疊型晶圓，這種晶圓不需要通過(guò)晶圓級(jí)別的鍵合制程就能制作Micro-LED顯示器。據(jù)了解，這一突破性成果是繼去年開(kāi)發(fā)出InGaN基的紅色LED之后，Soft-Epi在Micro-LED顯示器開(kāi)發(fā)進(jìn)程中的又一大步。

圖1. Soft-Epi和Sundiode公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的Micro-LED制作用紅綠藍(lán)三色堆疊型晶圓

   根據(jù)外媒Compound Semiconductor報(bào)道，Soft-Epi公司總部位于韓國(guó)，擁有獨(dú)特的GaN外延技術(shù)，一直專(zhuān)注于可見(jiàn)光InGaN外延的制造，其中就包括基于氮化物材料制造的紅色LED。Sundiode是一家總部位于美國(guó)硅谷的公司，一直致力于顯示用Micro-LED技術(shù)的開(kāi)發(fā)，具體來(lái)說(shuō)其應(yīng)用涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）以及平視顯示器（HUD）等。

   目前，業(yè)界為制造一款具有超高分辨率（5000 PPI）的下一代全彩色Micro-LED顯示器，通常會(huì)涉及一系列非常復(fù)雜的工藝，比如晶圓鍵合，然后在每個(gè)上單獨(dú)外延生長(zhǎng)R、G和B之后移除襯底。事實(shí)上，這些工藝正是目前業(yè)界制造全彩色Micro-LED顯示器的最大問(wèn)題。

   現(xiàn)在，這兩家公司制作出了世界上第 一個(gè)在單個(gè)襯底上具有獨(dú)立pn結(jié)的RGB外延層，該外延層具有單外延生長(zhǎng)，無(wú)需額外的晶圓鍵合工藝。據(jù)介紹，這一新的突破性成果用到了Soft-Epi的外延生長(zhǎng)技術(shù)和Sundiode的設(shè)計(jì)。

   這與先前的傳統(tǒng)方案：晶片鍵合技術(shù)或基于電流密度變化調(diào)整波長(zhǎng)的顏色控制方法完全不同。新方案使用了一種單片堆疊式紅綠藍(lán)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)芯片以發(fā)出紅、綠和藍(lán)三種顏色。這也被認(rèn)為是制造高分辨率微型顯示器，最理想RGB像素結(jié)構(gòu)。

圖2. 紅綠藍(lán)三色堆疊型芯片極其發(fā)光狀態(tài)示意

   圖2中展示了RGB堆疊式LED外延結(jié)構(gòu)（左）及其發(fā)光圖像（右）的示意圖，其中，RGB三層通過(guò)隧道結(jié)串聯(lián)連接。該結(jié)構(gòu)在最終用作實(shí)際微顯示器前，還會(huì)添加電流阻擋層，最終這三層可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。

   與現(xiàn)有的結(jié)合單個(gè)紅色、綠色和藍(lán)色晶圓的傳統(tǒng)方法或通過(guò)使用選擇性生長(zhǎng)技術(shù)重復(fù)多次外延生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)RGB的方法相比，這種單片式RGB堆疊型外延生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，大大簡(jiǎn)化了制造高分辨率全彩色微型顯示器的工藝制程。

   另外，這種方案還有望大大優(yōu)化現(xiàn)有大尺寸（標(biāo)牌、電視等）顯示器用Micro-LED顯示器的制造工藝。與現(xiàn)有方法相比，新方案使用的芯片數(shù)量可以減少到三分之一，芯片轉(zhuǎn)移次數(shù)可以減少到三分之一或更少，這些都將帶來(lái)成品制造成本的大幅降低。

   這一技術(shù)突破有望成為Micro-LED基高分辨率、全彩色微型顯示器制造領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。一位Micro-LED領(lǐng)域的專(zhuān)家表示，“Soft-epi破解了Micro-LED技術(shù)的密碼，這是高分辨率、全彩色微型顯示器領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑?！?/span>

   作為下一步，SoftEpi和Sundiode正在開(kāi)發(fā)這種單片式RGB堆疊型Micro-LED顯示器原型。他們認(rèn)為，這種單片式RGB堆疊型外延晶圓的成功開(kāi)發(fā)具有重要意義，它確保了一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù)，可用于AR和MR以及HUD設(shè)備用高分辨率微型顯示器的制造。