基于谢菲尔德大学氮化镓材料和器件中心Wang Tao教授多年的GaN半导体研究成果,谢菲尔德大学的子公司EpiPix向业界提供超高亮度,超小型Micro-LED阵列。EpiPix公司已经展示了单晶圆Micro-LED阵列原型产品,这些Micro-LED像素的尺寸从30微米到5微米不等。
一种直接的Micro-LED制作方法普通III型氮化物Micro-LED是使用标准光刻工艺制造的,这之后需要进行干法蚀刻。不过,干法蚀刻会造成对Micro-LED表面的损伤,特别是较小尺寸的Micro-LED。这种损伤会降低Micro-LED的光学性能,比如LED的内外量子效率。也正是因为此,业界人士都在努力制造高亮度、五微米尺寸以下的Micro-LED。
鉴于此,Wang及其同事决定采用一种完全不同的方法,他们在过去五年一直在开发一种直接外延的方法。使用这种方法制造超小且超亮的InGaN Micro-LED,可以免去干法蚀刻工艺。
在这种方法中,开发人员将n-GaN层生长在硅或蓝宝石衬底上,以生成一种生长中的n-GaN模板。接着,开发人员会将SiO2膜生长在特定n-GaN层上,该n-GaN层具有所需Micro-LED形状和直径的孔阵列。再接下来,开发人员便可以将LED结构生长到此预图案化的SiO2微孔阵列模板上,以生成Micro-LED阵列。
“ Wang的工艺不涉及干法蚀刻,其损伤以及相应的光学性能下降可以规避,所以我们的Micro-LED阵列可以获得非常好的外量子效率,”Camilleri说,“这就是我们的技术获得如此多市场关注的原因。”
到目前为止,EpiPix已经可以在两英寸的晶圆上进行这种Micro-LED的制造,现在可以将其进一步沉积到四英寸或六英寸的衬底上。在接下来的18个月乃至两年内,他们将专注于产品开发,测试版原型制作,测试以及向客户提供样品。借助现有工艺和设备的验证,这些Micro-LED晶圆在未来可以实现大批量生产。
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