Micro-LED袒露技艺是一种将尺寸微缩化的半导体发光二极管(LED)以矩阵景观高密度地集成在一个芯片上的袒露技艺,是LED芯片与平板袒露制造的交叉学科应用技艺。相较于LCD与和OLED袒露技艺,除了产业链锻真金不怕火度与制形本钱,Micro-LED袒露技艺在亮度、反应速率、功耗、透明度、褂讪性等方面具有显赫上风,被无为觉得是下一代主流袒露技艺。如何达奏着力、精度、良率兼具的巨量休养集成是学术和产业界共同平和的重要中枢问题之一。在百舸争流的广阔休养技艺中,激光巨量休养技艺逐渐脱颖而出,承载着Micro-LED产业化征途的期盼。
近日,厦门大学、厦门市改日袒露技艺有计划院和天马微电子构成的斡旋研发团队在SCIENCE CHINA Information Sciences杂志发表了题为“Super retina TFT based full color microLED display via laser mass transfer”的磋论说文。论文深远探讨了面向超高像素密度TFT基Micro-LED全彩袒露应用的激光巨量休养集成重要技艺问题,并对激光剥离、激光休养建树、面板键合等制程所濒临的工艺、装备及材料的挑战进行了系统分析。团队更变性提倡了普及休养着力与良率的新方法和新技艺,在业内初度到手制造出像素密度高达403PPI的超视网膜袒露TFT基Micro-LED全彩屏,标识着Micro-LED袒露技艺的一项紧要龙套。
有计划更变点一:基于激光匀化光斑放射决策,达成图形化衬底GaN基Micro-LED芯片的高质料衬底剥离。
面前,选拔266 nm波长的半导体泵浦固体激光(DPSS激光)对图形化衬底(PSS)GaN基Micro-LED进行激光剥离(LLO)时,存在工艺窗口小,芯片易出现断裂、边际干豫等问题。针对这一问题,团队使用光子跟踪法模拟了PSS和GaN界面的能量分散,进而提倡激光匀化光斑放射决策,达成图形化衬底GaN基Micro-LED芯片的高质料衬底剥离,良率逾越99%。
图2 Micro-LED FCoC芯片的光学显微镜下图像:(a)蓝光,(b)绿光和(c)红光;放大后的Micro-LED芯片共聚焦激光扫描显微镜图像:(d)蓝光,(e)绿光和(f)红光
有计划更变点二:提倡了激光巨量休养多因子联系决策决策,通过对休养材料物理特质、激光放射能量、芯片放射毁伤等因子玄虚评价,显赫普及激光巨量休养的着力、精度与良率。
针对超高像素密度Micro-LED全彩袒露屏对芯片激光巨量休养定位精度与良率的严苛条目,团队提倡一种激光巨量休养经由的多因子联系决策决策,如图3所示。包括:1)基于激光与休养胶相互作用模式,对休养胶类型弃取进行玄虚评判;2)激光能量鸿沟与休养胶厚度联系调控,确保在无毁伤情况下达成芯片的高精度、高良率休养;3)选拔自动光学检测(AOI)/PL检测定位,对不良芯片进行原位建树。
图3 激光巨量休养多因子联系决策决策笔据上述决策决策,团队对休养材料物理特质、激光放射能量、芯片放射毁伤等影响因子进行了玄虚评估与优化,显赫普及激光巨量休养的着力、精度与良率,休养着力达36kk/h,其中蓝和绿光芯片一次休养良率达99.87%,红光芯片一次休养良率达99.76%。进一步选拔266nm激光进行建树,建树后良率达99.999%。
图4(a)GB-ACoC部分芯片罗列的SEM图像(侧视图);(b)GB-ACoC芯片的光学显微镜图像;(c)与(b)图同视场下芯片PL显微镜图像;(d)R-ACoC部分芯片罗列的SEM图像(侧视图);(e)R-ACoC芯片的光学显微镜图像;(f)与(e)图同视场下芯片PL显微镜图像
基于以上更变技艺,团队哄骗激光巨量休养方法,初度到手制造出分辨率高达403PPI的超视网膜袒露TFT基Micro-LED全彩屏。
图5 在完成激光巨量休养集成后,像素密度为403 PPI的Micro-LED袒露屏差别以(a)蓝色,(b)绿色和(c)红色画面点亮的相片;(d)完成模组封装后的袒露屏,达成了全彩袒露成果;插图袒露了该袒露屏中子像素罗列情况
厦门大学与厦门市改日袒露技艺有计划院的杨旭高等工程师与李金钗涵养为第一作家,黄凯涵养与中国科学院院士张荣涵养为通信作家。该有计划获取了国度重心研发缠绵、福建省当然科学基金、厦门市科技缠绵等方式标资助。研发团队将合手续在Micro-LED材料外延、器件斥地与休养集成等鸿沟开展技艺深耕,加强产学研深度和会,促进行业快速发展。
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