Обладая высоким разрешением, высокой контрастностью и яркостью, Micro LED считается «высшей технологией отображения». Однако из-за производственных трудностей технология еще не вышла на коммерческий рынок, несмотря на то, что первые прототипы были представлены еще в 2012 году. В последнее время, благодаря ведущим брендам, включая Apple и Samsung, мы видим все больше и больше представленных дисплеев Micro LED. Но отраслевые эксперты прогнозировали, что потребуется не менее трех лет, чтобы технология действительно вышла на потребительский рынок.
Массообмен – это печально известная проблема для дальнейшего совершенствования технологии светодиодных дисплеев Micro. Для решения узких мест были предложены различные подходы, такие как трансферные штампы, технология жидкостной сборки и струйная печать, но все они страдают от недостаточной производительности обработки микросхем Micro LED на предыдущих этапах производства.
Компания ALLOS, немецкий эксперт по GaN-на-Si, считает, что их передовая технология эпитаксии GaN-на-Si является решающим фактором в решении проблемы выхода продукции, которая в настоящее время запрещает массовое производство Micro LED.
Д-р Ацуши Нисикава, технический директор ALLOS, поделился технологией ALLOS и объяснил, как пластина GaN-on-Si может изменить текущий процесс производства Micro LED и проложить путь для новой экосистемы в отрасли.
(Д-р Ацуши Нисикава, технический директор ALLOS; изображение: ALLOS)
Пластина GaN-on-Si преодолевает ограничения производства микросветов
ALLOS выступает за новый подход к производству светодиодных дисплеев Micro, создавая пластину GaN-on-Si, выбирая другой способ по сравнению с обычными светодиодными пластинами на основе сапфира. Доктор Нисикава объяснил, как пластина GaN-on-Si может быть решением сегодняшних проблем при производстве дисплеев Micro LED.
«Использование кремния вместо сапфира значительно повысит выход продукции и снизит стоимость», – пояснил д-р Нисикава. Он указал на три преимущества кремниевых пластин для производства дисплеев Micro LED.
Прежде всего, приняв на вооружение кремниевые пластины, вовлеченные производители могут легко сотрудничать с кремниевыми заводами для производства крошечных микросхем Micro LED с существующим полупроводниковым оборудованием, обеспечивающим повышенную точность. Кроме того, в случае монолитно интегрированных микродисплеев, например, Применение AR, кремниевые светодиодные пластины большего диаметра могут напрямую соединяться с объединительной платой CMOS без дополнительного процесса переноса. Более того, после того, как соединение выполнено, технология удаления кремниевой подложки становится намного более зрелой по сравнению с удалением сапфировой подложки, так что производителям микросхем не нужно беспокоиться о проблемах ослабления структуры или лазерного отрыва, которые могут повлиять на эффективность кристалла и Уступать.
(ALLOS демонстрирует, как его технология улучшает производственный процесс Micro LED)
Вкратце, за счет использования кремниевых светодиодных пластин и полупроводникового оборудования большинство текущих проблем при производстве светодиодных дисплеев Micro – включая массоперенос, массовый контроль и интеграцию микросхем драйвера – можно решить значительно лучше, имея в наличии чипы с гораздо более высоким выходом .
Однако такой подход прямого соединения пластины большого размера и объединительной платы драйвера требует гораздо более высокой однородности пластины, что является основой технологии ALLOS.
ALLOS реализует воспроизводимость 200 мм пластины GaN-на-Si с высокой однородностью
«АЛЛОС выполнил требования к массовому производству с пластиной GaN-на-Si диаметром 200 мм», – подчеркнул д-р Нисикава. Он подчеркнул, что ALLOS доказал отличную воспроизводимость для создания 200-миллиметровой пластины GaN-на-Si со стандартным отклонением однородности длины волны менее 1 нм.
Д-р Нисикава объяснил проблемы производства светодиодных пластин GaN-на-Si большого диаметра. Он отметил, что длина волны излучения очень чувствительна к температуре роста в многоквантовых ямах (МКЯ). Даже если во время процесса температура изменится незначительно, это повлияет на длину волны пластины. Это также проблема однородности температуры, которая влияет на однородность длины волны. Более того, пластина также меняет свою форму в процессе охлаждения и легко может треснуть. Чтобы компенсировать изменения формы во время охлаждения, во время процесса на пластину необходимо вызвать должным образом рассчитанную величину деформации.
Поэтому ALLOS применяет свою технологию инженерии деформации, чтобы тщательно контролировать температуру по всей пластине, создавая идеальную кривизну для пластины, чтобы она была плоской и с превосходной однородностью после охлаждения.
АЛЛОС уже может производить 200-миллиметровые пластины с однородностью менее 0,6 нм и без единой трещины и работает над дальнейшими улучшениями. Компания продемонстрировала способность технологии массового производства с воспроизводимостью
(Пластина GaN-на-Si 300 мм)
Между тем, АЛЛОС работает с KAUST над совместной разработкой красного микро-светодиода InGaN с подложкой из GaN-на-Si. Команда KAUST объявила о своем достижении в создании красного микро-светодиода InGaN с большей эффективностью в начале этого года. Обе стороны будут сотрудничать, чтобы применить подход к кремниевой пластине для ускорения производства недорогих полноцветных дисплеев Micro LED.
Пластина GaN-on-Si ведет к производству недорогих светодиодных дисплеев с интеграцией полупроводниковых технологий
Говоря о перспективах технологии Micro LED, д-р Нисикава подчеркнул: «Использование более крупных пластин и развертывание полупроводникового оборудования станет ключом к коммерциализации технологии Micro LED дисплеев».
АЛЛОС продемонстрировал свою способность получать 200-миллиметровые пластины без трещин с высокой однородностью, что соответствует стандарту массового производства, и уже применяет их для производства 300-миллиметровых пластин. Д-р Нисикава пришел к выводу, что пластина большего размера приведет к снижению затрат на единицу площади и позволит использовать оборудование CMOS с повышенным выходом и более низкой стоимостью для массового производства, по сравнению с традиционной производственной линией светодиодов.
Фактически, использование полупроводникового оборудования для процесса производства дисплеев Micro LED – растущая тенденция в отрасли, и игроки присоединяются к этой игре. Недавно появившиеся дисплеи Micro LED, разработанные, например, Sharp, были произведены на предприятиях по производству полупроводников с использованием технологии, предоставленной Foxconn Group. Аналитик TrendForce Роджер Чу ранее указывал, что Apple может использовать полупроводниковые мощности TSMC для разработки новой технологии обработки Micro LED.
Технология пластин большого диаметра на основе кремния, подобная технологии ALLOS, будет способствовать интеграции технологии Micro LED и полупроводников, предлагая альтернативные решения для инновационных приложений Micro LED. В настоящее время ALLOS укрепляет свое партнерство с цепочкой поставок Micro LED, стремясь расширить использование кремниевых пластин в отрасли, чтобы обеспечить производство недорогих и высокопроизводительных дисплеев Micro LED.
.
