「Micro LED前瞻技術」首獎—AIXTRON提高磊晶產能加速Micro LED技術發展

由於Micro LED晶片非常小,所以磊晶片的波長均勻性和缺陷密度對於後續生產過程都至關重要。因此,磊晶片被認為是Micro LED顯示器技術發展的關鍵。

德國設備商AIXTRON本次以其設備提供的技術參賽,其論文"AIXTRON’s MOCVD Technology Breakthrough for Micro LED High Volume Manufacturing" (AIXTRON的MOCVD技術突破助於推動Micro LED量產) 闡述該公司的MOCVD系統如何顯著改善磊晶的波長均勻性並降低缺陷密度。因為磊晶是Micro LED技術中的重要環節,該文章被評為本次「Micro LED前瞻技術」論文比賽獲勝者。

LEDinside採訪了AIXTRON的資深產品經理Arthur Beckers,深入了解MOCVD設備在Micro LED製造過程中發揮的重要作用。也同時了解該公司在Micro LED市場中的自我定位。


(來源: AIXTRON)

AIXTRON如何推動Micro LED技術發展

作為新一代顯示技術的Micro LED,以其低功耗、小間距、高亮度和高對比度等優勢,打開消費性產品的新市場。AIXTRON意識到Micro LED市場的商機,並指出75英寸以上的大尺寸電視是Micro LED顯示技術的甜蜜點。同時,AR、抬頭顯示器和智能手錶作為新一代Micro LED產品,可以實現高亮度、低功耗、小尺寸,也具有巨大的市場潛力,未來成本也會進一步降低。

Beckers特別提到,AIXTRON公司擁有專利技術控制基板的溫度,在波長均勻性方面取得重要突破,也開發出業界領先的MOCVD技術,實現Micro LED的量產。

AIXTRON的這項技術有什麼特別之處呢?Beckers 解釋說,在Micro LED的生產過程中,晶片的小型化對成本和質量的要求很高,尤其是要求波長均勻性的提升。具體的說,整體波長範圍要小於4nm。這是顯示器達到所需的色彩準確性的關鍵。此外,MOCVD系統也必須配合生產中的對低缺陷密度的要求。Beckers表示,AIXTRON的設備適用於六吋基板,而目前業界對六吋基板的要求是,每平方釐米的缺陷密度需低於0.15。

除了提高質量,Micro LED生產系統還需要降低和控制成本。降低成本的關鍵有三,一是省去排序步驟,二是減少像素修復,三則是加大晶圓尺寸以提升轉移良率。因此,MOCVD系統需要在高速生產模式下達到理想的良率。

許多人認為,改裝現有的傳統LED製造設備即可生產Micro LED,但事實並不然。Beckers強調,「目前Micro LED產業最大的挑戰之一在於,現有的傳統LED設備並不適用於Micro LED的製造。這就是為什麼AIXTRON開發了Planetary®技術專利來克服製造Micro LED的障礙,滿足行業需求。」

AIXTRON MOCVD系統的技術突破

為了提高MOCVD設備的效率並加速Micro LED技術的普及,AIXTRON公司展示了該系統如何滿足LED產業對提高波長均勻性和降低缺陷密度的要求。採用GasFoilRotation® (GFR) 的Planetary Reactor®技術,是一種結合單晶圓旋轉和間歇式反應器處理的混合解決方案。其衛星控制功能使用GFR來實現對單個晶圓的溫度控制和流量調節。


(來源: AIXTRON)

針對降低缺陷,Beckers提到,該系統採用腔體清潔技術和閘對閘系統來進行晶圓處理。從AIXTRON的客戶反饋來看,該系統確實可以滿足客戶對低缺陷密度的要求。

AIXTRON目前有AIX 2800-G4 TM和AIX G5+ C兩個平台,可以用於RGB LED的MOCVD生產過程。這兩個平台是當前最新之製造技術,適用於LASER, VCSEL, HEMT 和 RF元件應用,且是生產Micor LED的重要工具。

AIXTRON的Micro LED技術市場戰略和前景

AIXTRON作為行業領先的MOCVD技術提供者,一直與產業內的各家廠商密切合作。同時,AIXTRON也與LED晶片廠商持續溝通交流,配合客戶在消費電子產品中導入Micro LED時的訴求。此外,AIXTRON也向面板廠等間接客戶了解市場狀況,進一步完善設備品質以符合終端產品的需求。AIXTRON相信,聆聽產業鏈和市場的聲音是成為一家成功的設備供應商的關鍵。

當談到Micro LED產品的發展規劃,Beckers說,AIXTRON認為產業還需要兩到三年來提高Micro LED技術的性價比,特別是針對大尺寸電視等消費型產品。隨後會從大尺寸電視擴展到其他採用Micro LED顯示技術的應用。Beckers認為廠商還需要更多努力和創新來解決Micro LED市場面臨的難題:「實現Micro LED的量產,需仰賴整個行業的同步規劃與發展,以達到製造技術的均衡整合,並加快Micro LED的技術採用。」

目前,AIXTRON的MOCVD技術主要適用於六吋和八吋的基板,同時該公司堆出的AIX G5+C機台,提供用於藍寶石基氮化鎵和矽基氮化鎵的解決方案。其中,Samsung LED就是採用矽基氮化鎵G5+C技術的重要客戶之一,這些客戶都對AIXTRON的G5+系統表示肯定。AIXTRON還透露,公司的MOCVD客戶Plessey Semiconductors也購買了AIX G5+C系統,用於一系列基於矽基氮化鎵的應用,如Micro LED 單片整合。

對於可以在矽基上完成的製程,轉進300mm的聲音在市場上不時出現。但Beckers說:「我們認為轉進300mm製程也許最終會實現,但從技術可行性來說,目前還有很大差距。從成本角度來說,也需要巨額的投資和磊晶量才能實現,但這些目前都還做不到。」

論文比賽評審講評

AIXTRON的MOCVD解決方案著眼於Micro LED行業磊晶生產的兩個關鍵問題,台灣工研院「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS)的評審們對此表示讚賞。這兩個關鍵會進一步影響Micro LED製造工藝中的成本控制和良率提高。所以推廣MOCVD設備關鍵技術將有助於加速Micro LED的商業化。
 


(來源: AIXTRON)

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