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應(yīng) Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化,開發(fā)下一代 MOCVD

編輯:chinafpd 2023-10-17 16:28:07 瀏覽:2699  來源:

  在加快 Micro-LED 技術(shù)商用化過程中 ,MOCVD 扮演著重要角色。作為國內(nèi) MOCVD 設(shè)備重要廠商,中微半導(dǎo)體一直致力于研發(fā)外延片等方面的技術(shù),旨在推動(dòng) MicroLED 的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。在本屆中國國際 Mini/MicroLED 產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)上,中微半導(dǎo)體設(shè)備 ( 上海 ) 有限公司 MOCVD 高級(jí)工藝總監(jiān)胡建正以“中微 MOCVD 技術(shù),助力Mini/Micro-LED 產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展”為主題,特別分享了中微半導(dǎo)體在推動(dòng) Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上所進(jìn)行 MOCVD 開發(fā)新進(jìn)展。

  過去十多年,LED 技術(shù)受益于半導(dǎo)體照明為主的產(chǎn)業(yè)需求驅(qū)動(dòng),取得了蓬勃發(fā)展。而最近幾年,在新型顯示應(yīng)用的推動(dòng)下,Mini/Micro-LED 也取得了諸多技術(shù)進(jìn)展。胡建正表示,“Mini-LED 小到幾十個(gè)微米,Micro-LED 更是小到只有幾個(gè)微米。表面上看是芯片縮微化的簡(jiǎn)單變化,其實(shí)涉及到的是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的升級(jí)迭代。”

  實(shí)際上,Mini-LED 向 Micro-LED 發(fā)展,也涉及到從外延、芯片、封裝以及應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要升級(jí)換代。胡建正介紹,對(duì)于 Mini-LED 而言,原有的技術(shù)大部分經(jīng)過升級(jí)就可以滿足要求,唯獨(dú)波長性需要大幅提升。

  整體來看,影響 LED 的波長均勻性主要有七大關(guān)鍵因素。其中,LED 波長均勻性最敏感的因素就是溫度。胡建正表示,“作為 MOCVD 設(shè)備供應(yīng)商,中微半導(dǎo)體在設(shè)計(jì)過程中充分考慮加熱器的設(shè)計(jì),另外在生長過程中進(jìn)行晶圓托盤的設(shè)計(jì),目前高速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還會(huì)有迎風(fēng)和背風(fēng)的影響,最終都會(huì)體現(xiàn)在波長的分布上。因此,優(yōu)化設(shè)計(jì)也很重要。”

  他也指出,“LED 外延生長過程中的應(yīng)力導(dǎo)致的翹曲需要配合片槽的設(shè)計(jì)加以解決,同時(shí)需要一個(gè)很好的生長氣流確保材料厚度有很好的均勻性。再就是需要管控石墨盤和襯底的尺寸準(zhǔn)確性和不同批次之間的重復(fù)性。另外,人為操作也需要很好的管控,確保產(chǎn)出的良率。”

  針對(duì) Mini-LED 市場(chǎng)應(yīng)用,中微半導(dǎo)體開發(fā)了 PrismoUnimax 設(shè)備,可以有效調(diào)整外延生長方向的厚度均勻性, 相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也可以有效抑制生長過程中顆粒物沉積到wafer 上。同時(shí),中微半導(dǎo)體還采用了自主開發(fā)的基于模型的溫度控制系統(tǒng),可以有效保證溫度控制的精準(zhǔn)性。

  “這款設(shè)備采用了獨(dú)創(chuàng)的加熱器和輔助加熱器相配合的設(shè)計(jì),在接近 800 毫米石墨盤的生長方向上,溫度可以得到精確的調(diào)整,從而滿足波長一致性的需求。” 胡建正表示,“我們?cè)?Prismo Unimax 上進(jìn)行了 4 英寸和 6 英寸的藍(lán)光 LED 的外延生長,其藍(lán)光 LED 片內(nèi)和片間的波長均勻性都可以做到小于 1 個(gè)納米?梢哉f,我們的 Mini-LED量產(chǎn)技術(shù)在世界上是處于領(lǐng)先地位的。”

  不過,胡建正也介紹,目前 Mini-LED 主要應(yīng)用還是作為 LCD 的背光,其利用效率只有 5% 到 10%,不符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),未來一定會(huì)過渡到主動(dòng)發(fā)光應(yīng)用,而 Micro LED 就是備受期待的下一代的顯示技術(shù)。

  為了滿足 Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化需求,中微半導(dǎo)體作為設(shè)備供應(yīng)商也做出了諸多方面的努力。胡建正介紹,Micro LED 首先要解決的就是波長的均勻性,但其比 Mini-LED的技術(shù)要求要高很多。目前中微半導(dǎo)體也在基于 Prismo Unimax 平臺(tái),開發(fā)應(yīng)用于 Micro-LED 技術(shù)的 MOCVD 工藝設(shè)備,在提升技術(shù)良率的同時(shí),進(jìn)一步降低 Micro-LED 成本。

  目前,中微半導(dǎo)體是科技部 2021 年度“高性能制造技術(shù)與重大裝備”之“Micro-LED 用新型 MOCVD 技術(shù)”項(xiàng)目的牽頭承擔(dān)單位。

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