Soft-Epi的成功

随着科技巨头竞相将AR眼镜推向市场，所有的目光都集中在少数几家致力于提供可靠、明亮的红色microLED的公司身上。据Rebecca Pool报道，Soft-Epi即将加入这少数之列。

 

虽然韩国的Soft-Epi多年来一直在开发用于蓝光和绿光LED的GaN-on-sapphire外延片，但去年年底，公司研究人员发现他们也可以让他们的GaN材料发出红光。正如Soft-Epi销售和营销副总裁James Kimoon Lee告诉《 》的那样：“当时，我们只是不知道我们可以做到这一点，但我们的研发工程师突然意识到他们可以做到。就亮度而言，效率水平很好，从那时起我们就一直在为microLED开发GaN红色外延片。”

 

该公司早期基于蓝宝石的红色GaN外延晶片的电光转化效率约为1%，但最近这一数字已扩大到略高于2%，相当于2.3%的外部量子效率(EQE)。到目前为止，红色GaN器件的电光转化效率数据大多徘徊在2%左右。相比之下，蓝色和绿色LED的电光转化效率数据可超过50%。

 

鉴于此，Soft-Epi研究人员目前正在试验掺杂水平、新掺杂剂和MOCVD条件，以提高他们的GaN红色外延片效率。“我们的工作看起来很有希望，到今年年底，我们希望达到3%。”他说，“从目前的结果来看，我们认为现在是将我们的红色GaN外延片输送给需要它的人的好时机。”

 

红色的问题

 

虽然红色LED已成功地使用AlInGaP基材料制造，但对于小型微型版本而言，情况并非如此。材料中的高表面复合速度会导致效率随着芯片尺寸的减小而急剧下降——研究人员可以通过侧壁钝化来解决这个问题，但只能取得部分成功。

 

此外，基于AlGaInP的microLED在高温下的热稳定性较差。由于小势垒高度上的载流子泄漏，效率会随着温度升高而下降。

 

鉴于这些问题，microLED制造商已准备好寻找一种对用户友好的AlGaInP替代品。业界人士一直在尝试各种方法来实现红色发射，包括通过纳米荧光粉或量子点进行颜色转换，但开发原生红色发射的InGaN衬底看起来将提供一个更直接的答案，与现有生产线兼容。例如，在2018年，法国的Soitec推出了可以发出红光的InGaN衬底，而一年后，总部位于英国的Plessey声称其InGaN硅基microLED是世界第一。然后在2021年11月，同样来自英国的Porotech推出了基于InGaN材料的红色microLED显示器。不同的是，法国的Aledia在12英寸硅片上制造了GaN纳米线microLED芯片。

 

许多其他公司和研究机构也发布了类似的microLED消息。但正如Lee指出的那样，那些吹捧红色microLED成功的公司往往与Meta和Google等公司签订了独家协议，急于将该技术用于AR/VR应用、可穿戴手表等方面。

 

“这意味着[其他]microLED开发商在研发方面遇到困难，因为他们无法在其他地方获得红色GaN Epi，”他说，“我们认为这是我们向业界通报红色GaN发展情况的好机会，当然，也让他们知道我们公司迄今为止所做的工作。”

 

迄今为止，Soft-Epi主要将其基于GaN的红色外延层沉积在4英寸和6英寸的抛光和图案化蓝宝石衬底上，但Lee很清楚，公司也可以在SiC和硅晶片上生长层。“我们相信，在未来，硅基GaN外延片将非常重要，因此我们一直在这方面努力，”他说，“我们正在与一家开发VR/AR技术的合作伙伴进行谈判，以与他们一起开发红色硅基GaN晶圆。”

 

尽管如此，生长GaN和InGaN层是困难的，这已不是什么秘密。InGaN有源层和GaN层之间巨大的晶格失配和压电电场导致InGaN量子阱内出现许多缺陷和波长偏移，从而降低了器件的性能。

 

但Soft-Epi的Lee及其同事似乎对这些问题并不特别担心，只是对于他们如何解决这些问题仍然守口如瓶。“控制铟是关键，我们可以非常精确地做到这一点，”Lee说，“将[这些层中的]应力降到最低是非常重要的。”

 

Soft-Epi团队与James Kimoon Lee（最左侧）

 

那么Soft-Epi及其基于GaN的红色外延片现在如何？该公司希望将其技术提供给任何开发和制造microLED的公司，并正在向其全球客户发送4英寸和6英寸外延片。

 

NDA协议已全面签署。但正如Lee所暗示的：“我们所有的客户在LED行业都非常领先，我们还向韩国的一个主要客户交付了我们的GaN红色LED外延片。”

 

Soft-Epi也一直在开发单片RGB外延片，并打算在今年年底推出。在谈到最近被谷歌收购的加州microLED初创公司Raxium时，Lee说：“我认为我们拥有同样出色的技术，而谷歌现在正在向它们投入巨额资金。”

 

“每家公司都在以自己的方式做这件事，我希望像我们这样的直接原生GaN的方法能成为冠军。”他补充道。

 

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