近日，第七屆國際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國國際半導(dǎo)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、國家半導(dǎo)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(jìn)中心有限公司與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦。
期間，由廣東中民工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究院有限公司、中微半導(dǎo)體設(shè)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(shù)“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(rèn)為是下一代顯示技術(shù)，Micro-LED技術(shù)的發(fā)展主要是由LED、LCD/OLED和集成電路（IC）技術(shù)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(shù)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(shù)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(jìn)的集成電路技術(shù)方面，GaN-on-Si技術(shù)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(shù)以及光電子集成的前景。
會上，廣東中民工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究院有限公司常務(wù)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(lán)集成外延技術(shù)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(shù)探索上取得的一系列重大進(jìn)展。
Si襯底上基于GaN的LED結(jié)構(gòu)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(yīng)變的精細(xì)控制和仔細(xì)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(yīng)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(shè)計的新型外延結(jié)構(gòu)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(yīng)的特征在于它們的電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)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(shù)。其基于InGaN的紅色、綠色和藍(lán)色微型LED是通過“一步RGB形成”的先進(jìn)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(shù)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(shù)研究工作歸納為三大重要進(jìn)展：一是在適合MicroLED 顯示的典型超小電流密度下（0.2A/cm2), 藍(lán)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(lǐng)域，把波長推進(jìn)到了近700nm的深紅色波段（見上圖），徹底打破了氮化物L(fēng)ED的最后的可見光禁區(qū)，為進(jìn)一步拓展全光譜氮化物L(fēng)ED打下了重要基礎(chǔ)。
三是，在最期待的AR顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了無需色轉(zhuǎn)化材料的全I(xiàn)nGaN的分區(qū)異構(gòu)外延達(dá)成的紅黃綠藍(lán)四色單片集成，為實現(xiàn)全氮化物RGB集成顯示邁出了關(guān)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(wù)副院長；曾任深圳第三代半導(dǎo)體研究院首席科學(xué)家，南方科技大學(xué)電子與電氣工程系客座教授兼戰(zhàn)略指導(dǎo)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(shù)官；美國AXT公司光電研發(fā)總監(jiān)。加州大學(xué)圣迭哥分校訪問研究員；美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)電子工程博士。在半導(dǎo)體光電領(lǐng)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(dǎo)體光電領(lǐng)域相關(guān)專利100余項。
1992年曾獲中科院科技進(jìn)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(wù)院政府特殊津貼獎勵。2014年獲國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟十年貢獻(xiàn)獎。2014浙報公益節(jié)能聯(lián)盟“節(jié)能大使”獎。領(lǐng)導(dǎo)團隊在最具挑戰(zhàn)的LED關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域（如效率Droop，Green Gap，UV LED，超低電壓LED及大功率芯片設(shè)計等）均有世界領(lǐng)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）
