近日，SOREN STEUDEL與MICLEDI MICRODISPLAYS發(fā)布一篇論文稱，將300 mm硅基GaN LED晶圓鍵合到相同尺寸的CMOS背板上，是生產(chǎn)間距僅為幾微米Micro LED顯示器的最 佳方法。現(xiàn)摘取重點如下：

當前，Micro LED用于大顯示面臨這巨量轉(zhuǎn)移以及缺陷芯片的修復(fù)相關(guān)的挑戰(zhàn)，規(guī)模化生產(chǎn)受阻。如今，當Micro LED用于AR眼鏡等微顯示應(yīng)用時，也面臨著一系列新的問題。

據(jù)介紹，制作Micro LED顯示模塊的一種方法是將Micro LED和CMOS-ASIC背板集成起來，通過后者控制和驅(qū)動Micro LED。該方法消除了與巨量轉(zhuǎn)移相關(guān)的問題，但卻遇到了一系列其他障礙。

如從使用場景來說，AR眼鏡需要亮度超過1 Mnits，像素間距低于3 μm、分辨率高達2K以上、超低功耗和可接受的成本，以上這些需要在一個輕型模塊中實現(xiàn)。

截止目前，現(xiàn)有的微型顯示器制造方法還不能滿足所有這些規(guī)范。為此，SOREN STEUDEL與MICLEDI MICRODISPLAYS稱，正在開發(fā)一種實現(xiàn)大批量、低成本制造所需的方法。

雖然小型化水平極具吸引力，但若要實現(xiàn)也存在一定的困難；因為即使是制造間距為5 μm的全高清顯示屏，也會接近曝光工具的視網(wǎng)膜尺寸極限，這將會影響可制造性和良率。

根據(jù)文中的制造良率模型（如下圖），假設(shè)紅色、綠色和藍色Micro LED并排集成，即使目標分辨率降低到每度僅40像素，也需要小于3 μm的間距才能超過50%的良率。

另通過獨立制造三種不同顏色的發(fā)射器，然后將它們與光學組合器集成在一起，可以顯著放寬部分條件。這就更接近于現(xiàn)有彩色顯示技術(shù)的良率模型被稱為硅上序貫液晶顯示器。

在集成方案上，采用是晶粒到晶圓的轉(zhuǎn)移，即通過一次轉(zhuǎn)移和放置一個像素來創(chuàng)建紅色、綠色和藍色發(fā)射器陣列，或者通過將整個陣列粘合為單個小芯片來實現(xiàn)。采用這種方式即可在固定的良率損失下，將間距縮小到10mmm。

目前，與之相關(guān)堆疊硅晶圓的生產(chǎn)工藝已經(jīng)投入使用，將順序 3D 結(jié)構(gòu)與襯底通孔和晶圓到晶圓的混合鍵合相結(jié)合。后者通常用于生產(chǎn)間距小至3 μm的背面照明成像器，并用于研發(fā)部門，以間距小于1 μm的300 mm晶圓與小于200 nm的覆蓋層結(jié)合起來。

通過集成方案，他們實現(xiàn)了高達65%的創(chuàng)紀錄孔徑，即在3 μm的六角形間距配置中，實現(xiàn)孔徑為2.5 μm。我們目前的方法是用光學組合器將紅色、綠色、藍色芯片的輸出匯集在一起。在紅色LED上，他們也正在努力提高效率和色點。通過增強對波導(dǎo)集成有用的頂角內(nèi)的光輸出耦合并抑制該角度外的光發(fā)射，可將亮度提高2 - 4倍。