12月18日消息，上海大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)最近展示了一種提高下一代Micro LED 微型顯示器設(shè)備集成度和性能的技術(shù)。

據(jù)悉，將LED縮小到微型尺寸后，將會(huì)帶來(lái)制造和可靠性方面的影響，其關(guān)鍵難點(diǎn)包括將Micro LED像素陣列與操作顯示器的硅控制電路集成。

這種集成技術(shù)是通過(guò)倒裝芯片鍵合工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該工藝以物理和電子方式將Micro LED 芯片連接到硅背板上的鍵合焊盤(pán)。然而當(dāng)像素尺寸縮小到50微米以下時(shí)，這種粘合界面很容易因微小缺陷和機(jī)械應(yīng)力而失效。

使用倒裝芯片的藍(lán)色 Micro LED 制造工藝。（來(lái)源：AIP）

針對(duì)上述問(wèn)題，上海大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用分層金-銦-金（Au/In/Au）金屬夾層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純銦凸塊來(lái)增強(qiáng)倒裝芯片接合工藝。團(tuán)隊(duì)通過(guò)倒裝芯片鍵合技術(shù)將Micro LED在 200°C 的溫和溫度下連接到硅上，避免加熱和冷卻不匹配造成的損壞，同時(shí)形成高導(dǎo)電性鍵合。

研究結(jié)果表明，與純銦相比，金-銦-金（Au/In/Au）這種多層金屬夾層的倒裝芯片接合工藝將電阻降低了40%，同時(shí)還消除了接合表面的裂紋和間隙。測(cè)試剪切強(qiáng)度表明Au/In/Au 鍵的機(jī)械強(qiáng)度是原來(lái)的三倍以上。

該研究小組將這些分層連接集成到一個(gè)15×30像素的Micro LED 演示陣列中，該陣列具有20×35微米大小的光源。結(jié)果這些面板表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的顯示性能，包括低工作電壓和創(chuàng)紀(jì)錄的高亮度，達(dá)到每平方米178萬(wàn)坎德拉。

銦凸塊 (a) 和 Au/In/Au 多層膜 (b) 的 FIB 橫截面 SEM 圖像，以及倒裝芯片接合后藍(lán)色 Micro-LED 芯片的 SEM 圖像 (c)。

(a) 15 × 30 藍(lán)色 Micro LED 顯示器的 EL 圖像。(b) 帶有SHU字樣的藍(lán)色 Micro LED顯示屏的EL圖像。

LEDinside Irving編譯