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应 Micro-LED 产业化,开发下一代 MOCVD

编辑:chinafpd 2023-10-17 16:28:07 浏览:1630  来源:

  在加快 Micro-LED 技术商用化过程中 ,MOCVD 扮演着重要角色。作为国内 MOCVD 设备重要厂商,中微半导体一直致力于研发外延片等方面的技术,旨在推动 MicroLED 的大规模商业化应用。在本届中国国际 Mini/MicroLED 产业技术峰会上,中微半导体设备 ( 上海 ) 有限公司 MOCVD 高级工艺总监胡建正以“中微 MOCVD 技术,助力Mini/Micro-LED 产业快速发展”为主题,特别分享了中微半导体在推动 Micro-LED 产业化应用上所进行 MOCVD 开发新进展。

  过去十多年,LED 技术受益于半导体照明为主的产业需求驱动,取得了蓬勃发展。而最近几年,在新型显示应用的推动下,Mini/Micro-LED 也取得了诸多技术进展。胡建正表示,“Mini-LED 小到几十个微米,Micro-LED 更是小到只有几个微米。表面上看是芯片缩微化的简单变化,其实涉及到的是整个产业链各个环节的升级迭代。”

  实际上,Mini-LED 向 Micro-LED 发展,也涉及到从外延、芯片、封装以及应用等各个环节都需要升级换代。胡建正介绍,对于 Mini-LED 而言,原有的技术大部分经过升级就可以满足要求,唯独波长性需要大幅提升。

  整体来看,影响 LED 的波长均匀性主要有七大关键因素。其中,LED 波长均匀性最敏感的因素就是温度。胡建正表示,“作为 MOCVD 设备供应商,中微半导体在设计过程中充分考虑加热器的设计,另外在生长过程中进行晶圆托盘的设计,目前高速旋转系统还会有迎风和背风的影响,最终都会体现在波长的分布上。因此,优化设计也很重要。”

  他也指出,“LED 外延生长过程中的应力导致的翘曲需要配合片槽的设计加以解决,同时需要一个很好的生长气流确保材料厚度有很好的均匀性。再就是需要管控石墨盘和衬底的尺寸准确性和不同批次之间的重复性。另外,人为操作也需要很好的管控,确保产出的良率。”

  针对 Mini-LED 市场应用,中微半导体开发了 PrismoUnimax 设备,可以有效调整外延生长方向的厚度均匀性, 相关的优化设计也可以有效抑制生长过程中颗粒物沉积到wafer 上。同时,中微半导体还采用了自主开发的基于模型的温度控制系统,可以有效保证温度控制的精准性。

  “这款设备采用了独创的加热器和辅助加热器相配合的设计,在接近 800 毫米石墨盘的生长方向上,温度可以得到精确的调整,从而满足波长一致性的需求。” 胡建正表示,“我们在 Prismo Unimax 上进行了 4 英寸和 6 英寸的蓝光 LED 的外延生长,其蓝光 LED 片内和片间的波长均匀性都可以做到小于 1 个纳米。可以说,我们的 Mini-LED量产技术在世界上是处于领先地位的。”

  不过,胡建正也介绍,目前 Mini-LED 主要应用还是作为 LCD 的背光,其利用效率只有 5% 到 10%,不符合产业发展趋势,未来一定会过渡到主动发光应用,而 Micro LED 就是备受期待的下一代的显示技术。

  为了满足 Micro-LED 产业化需求,中微半导体作为设备供应商也做出了诸多方面的努力。胡建正介绍,Micro LED 首先要解决的就是波长的均匀性,但其比 Mini-LED的技术要求要高很多。目前中微半导体也在基于 Prismo Unimax 平台,开发应用于 Micro-LED 技术的 MOCVD 工艺设备,在提升技术良率的同时,进一步降低 Micro-LED 成本。

  目前,中微半导体是科技部 2021 年度“高性能制造技术与重大装备”之“Micro-LED 用新型 MOCVD 技术”项目的牵头承担单位。

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