近日，為了解決晶片尺寸不匹配的問題并應對 microLED 生產產量方面的挑戰，ALLOS 應用其獨特的應變工程技術，展示了 200 mm 硅基氮化鎵 （GaN－on－Si） 外延片的出色一致性和可重復性。此外，公司還報告了其 300 mm 外延片的成功發展藍圖。

產量對于 microLED 顯示器的成功起著至關重要的作用。它會直接影響生產的復雜性和成本。為了降低所需的成本，必須采用大晶片直徑。這對于 microLED 應用而言尤其如此，它將來自 CMOS 生產線的晶片與 LED 外延片集成（如通過粘合）。對比藍寶石基氮化鎵 （GaN－on－sapphire） 實現的更小直徑，匹配的晶片直徑甚至還起到了促進作用。ALLOS 團隊已采用其獨有的應變工程技術來進一步提高波長一致性，并于 2019 年 2 月在 Veeco 的 Propel 產品上展示了 200 mm 的 GaN－on－Si LED 外延片，標準差 （STDEV） 低至 0．6 nm。

ALLOS 的最新研究結果表明，該技術現具有出色的可復制性，200 mm 的波長一致性始終低于 1 nm STDEV。“與此同時，我們還達到了所有其他生產要求，例如弓小于 40 mm，SEMI 標準厚度為 725 mm。在將 CMOS 晶片粘合到 LED 外延片時，這些參數非常重要。”ALLOS 聯合創始人之一 Alexander Loesing 表示，“這些結果令人印象深刻，因為我們的技術團隊僅在對這項工作投入非常有限的時間和資源的情況下，推動了 GaN 技術的發展。”

圖 1：用于 microLED 應用的 200 mm GaN－on－Si 外延片波長一致性的可復制性。

ALLOS 的首席技術官 Atsushi Nishikawa 博士在談到這一成就時指出：“我們公司的前身 AZZURRO 已率先在市場上推出了 150 mm 商用產品，后來又推出了 200 mm GaN－on－Si 外延片。下一個挑戰自然是生產 300 mm 外延片。當為如此大的晶片設計的首個反應器 Veeco ImPulse 面世時，我們便著手應對這一挑戰。”

ALLOS 證實，其技術已在此新反應器上成功擴展 300 mm。特別是，ALLOS 獨有的應變工程技術和出眾的晶體質量如預期的一樣適用于 300 mm。

圖 2：用于 microLED 的 300 mm GaN－on－Si 外延片。

“率先將 III 族氮化物技術應用于 300 mm 令我們感到非常興奮。它證明了我們的應變工程技術的可靠性，我們也希望為 microLED 客戶提供這項技術。”ALLOS 聯合創始人之一 Nishikawa 補充道。

相比于 LED 行業的其他因素，從 100 mm 直徑（典型的藍寶石基氮化鎵晶片尺寸）按比例增大對于 microLED 的業務影響更大。使用大直徑除了眾所周知的降低單位面積成本效果之外，用于 microLED 生產的 200 mm 和 300 mm GaN－on－Si 外延片還允許使用比傳統 LED 生產線成本更低和生產精度更高的 CMOS 設施。它還具有更深遠的影響，因為大多數 microLED 生產概念要么包含使用大面積傳輸戳記的傳質技術，要么是單片集成顯示器：

圖 3：放大的晶片尺寸：由于顯示器的匹配矩形形狀或至圓形晶片的傳輸戳記，可通過改善面積利用率來實現額外的成本效益。

關于 300 mm 外延片的優勢，Loesing 總結道：“對于 microLED 顯示器來說，大晶片尺寸的面積利用率更高，單是這一點就能實現 300 mm 外延片 40％ 的成本優勢。加上 CMOS 生產線帶來的其他成本優勢和生產優勢，這使得領先的業內廠商開始評估基于 300 mm GaN－on－Si 的 microLED 顯示器。”