近日，第七屆國際第三代半導體論壇暨第十八屆中國國際半導體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會展中心舉行。本屆論壇由第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）聯(lián)合主辦，北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進中心有限公司與半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦。
期間，由廣東中民工業(yè)技術創(chuàng)新研究院有限公司、中微半導體設備（上海）股份有限公司、佛山市國星光電股份有限公司、北京康美特科技股份有限公司共同協(xié)辦的”Mini/Micro-LED技術“分會如期舉行。
Micro- LED因具有比傳統(tǒng)同類產(chǎn)品更好的色域、更高的效率和亮度、更多的靈活性和輕便性、更長的壽命和更低的功耗等有前途的特性而被廣泛認為是下一代顯示技術，Micro-LED技術的發(fā)展主要是由LED、LCD/OLED和集成電路（IC）技術的集成和發(fā)展驅(qū)動的。單片集成，也稱為晶圓級轉(zhuǎn)移，以及涉及質(zhì)量轉(zhuǎn)移的拾放技術是在面板上組裝微型LED的兩種典型方法。與受成本、良率和吞吐量影響的取放技術相比，單片集成提供了一種有前途的方法，可以實現(xiàn)具有成本效益、超高良率和超高分辨率的微型顯示器。先進的集成電路技術方面，GaN-on-Si技術非常重要，它提供了一組獨特的有吸引力的特性，包括由經(jīng)濟的大尺寸高質(zhì)量硅襯底帶來的極低成本的潛力，與IC技術以及光電子集成的前景。
會上，廣東中民工業(yè)技術創(chuàng)新研究院有限公司常務副院長閆春輝博士帶來了“硅基氮化物Micro-LED性能提升和紅綠藍集成外延技術的實現(xiàn)”的主題報告。分享了近期在硅基MicroLED 產(chǎn)業(yè)化技術探索上取得的一系列重大進展。
Si襯底上基于GaN的LED結(jié)構的異質(zhì)外延總是遭受GaN和Si之間的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)的大不匹配，以及Ga到Si襯底的回熔蝕刻問題。通常采用AlN和AlGaN緩沖液來解決不匹配問題，借助對外延晶片的溫度、反射率和曲率的原位監(jiān)測。通過對應變的精細控制和仔細調(diào)整，6英寸晶圓上的波長STD分別低至1.9 nm，8英寸晶圓上的STD分別低至3.2nm。報告中應用了額外的特殊緩沖層，GaN外延層的穿透位錯密度從9.5×108cm-2降低到4.8×108cm-2。此外，專為微型LED設計的新型外延結(jié)構可以在0.2A/cm2 的電流密度下將其壁插效率(WPE)提高28%。
此外，通過各向異性硅蝕刻工藝制造了從100μm到20μm的不同尺寸的獨立式 Micro-LED陣列。尺寸效應的特征在于它們的電學、光學和熱學性質(zhì)。其研究團隊在Si襯底上破解了InGaN基紅色LED最后的可見光禁區(qū)。此外，還開發(fā)了一種與涉及顏色轉(zhuǎn)換層的方法完全不同的直接RGB發(fā)射Micro-LED 技術。其基于InGaN的紅色、綠色和藍色微型LED是通過“一步RGB形成”的先進外延方法獲得的，全彩微型顯示器不涉及任何顏色轉(zhuǎn)換材料。這種直接RGB發(fā)射微型LED技術有望用于單片集成以實現(xiàn)各種全彩微型顯示器。
最后，閆春輝博士對上述硅基MicroLED 產(chǎn)業(yè)化技術研究工作歸納為三大重要進展：一是在適合MicroLED 顯示的典型超小電流密度下（0.2A/cm2), 藍光LED的光效相對提升了65%, 開啟了大幅優(yōu)化MicroLED 光效的大門（見上圖）。
二是，在最具挑戰(zhàn)的氮化物紅光領域，把波長推進到了近700nm的深紅色波段（見上圖），徹底打破了氮化物LED的最后的可見光禁區(qū)，為進一步拓展全光譜氮化物LED打下了重要基礎。
三是，在最期待的AR顯示領域?qū)崿F(xiàn)了無需色轉(zhuǎn)化材料的全InGaN的分區(qū)異構外延達成的紅黃綠藍四色單片集成，為實現(xiàn)全氮化物RGB集成顯示邁出了關鍵一步。
嘉賓簡介：閆春輝博士，教授。納微朗科技（深圳）有限公司創(chuàng)始人，董事長；松山湖東莞中民研究院常務副院長；曾任深圳第三代半導體研究院首席科學家，南方科技大學電子與電氣工程系客座教授兼戰(zhàn)略指導委員會委員。歷任國星光電副總經(jīng)理；美國Invenlux Corporation 創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官；美國載培科思公司首席技術官；美國AXT公司光電研發(fā)總監(jiān)。加州大學圣迭哥分校訪問研究員；美國內(nèi)布拉斯加大學電子工程博士。在半導體光電領域有30多年的研發(fā)與制造經(jīng)驗。發(fā)表論文40余篇，擁有半導體光電領域相關專利100余項。
1992年曾獲中科院科技進步一等獎。國家級重點人才。2011嘉興南湖英才獎，和2011科技新浙商獲得者。2012中國LED行業(yè)優(yōu)秀科技人才獎12強（工信部）。2013年獲得國務院政府特殊津貼獎勵。2014年獲國家半導體照明工程研發(fā)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟十年貢獻獎。2014浙報公益節(jié)能聯(lián)盟“節(jié)能大使”獎。領導團隊在最具挑戰(zhàn)的LED關鍵技術領域（如效率Droop，Green Gap，UV LED，超低電壓LED及大功率芯片設計等）均有世界領先的突破，大功率綠光芯片在2011年獲得全國LED產(chǎn)品大賽冠軍，改變了中國大功率LED芯片的市場競爭格局。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）
