在加快 Micro-LED 技術(shù)商用化過(guò)程中 ,MOCVD 扮演著(zhù)重要角色。作為國內 MOCVD 設備重要廠(chǎng)商，中微半導體一直致力于研發(fā)外延片等方面的技術(shù)，旨在推動(dòng) MicroLED 的大規模商業(yè)化應用。在本屆中國國際 Mini/MicroLED 產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì )上，中微半導體設備 ( 上海 ) 有限公司 MOCVD 高級工藝總監胡建正以“中微 MOCVD 技術(shù)，助力Mini/Micro-LED 產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展”為主題，特別分享了中微半導體在推動(dòng) Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化應用上所進(jìn)行 MOCVD 開(kāi)發(fā)新進(jìn)展。

　　過(guò)去十多年，LED 技術(shù)受益于半導體照明為主的產(chǎn)業(yè)需求驅動(dòng)，取得了蓬勃發(fā)展。而最近幾年，在新型顯示應用的推動(dòng)下，Mini/Micro-LED 也取得了諸多技術(shù)進(jìn)展。胡建正表示，“Mini-LED 小到幾十個(gè)微米，Micro-LED 更是小到只有幾個(gè)微米。表面上看是芯片縮微化的簡(jiǎn)單變化，其實(shí)涉及到的是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節的升級迭代。”

　　實(shí)際上，Mini-LED 向 Micro-LED 發(fā)展，也涉及到從外延、芯片、封裝以及應用等各個(gè)環(huán)節都需要升級換代。胡建正介紹，對于 Mini-LED 而言，原有的技術(shù)大部分經(jīng)過(guò)升級就可以滿(mǎn)足要求，唯獨波長(cháng)性需要大幅提升。

　　整體來(lái)看，影響 LED 的波長(cháng)均勻性主要有七大關(guān)鍵因素。其中，LED 波長(cháng)均勻性最敏感的因素就是溫度。胡建正表示，“作為 MOCVD 設備供應商，中微半導體在設計過(guò)程中充分考慮加熱器的設計，另外在生長(cháng)過(guò)程中進(jìn)行晶圓托盤(pán)的設計，目前高速旋轉系統還會(huì )有迎風(fēng)和背風(fēng)的影響，最終都會(huì )體現在波長(cháng)的分布上。因此，優(yōu)化設計也很重要。”

　　他也指出，“LED 外延生長(cháng)過(guò)程中的應力導致的翹曲需要配合片槽的設計加以解決，同時(shí)需要一個(gè)很好的生長(cháng)氣流確保材料厚度有很好的均勻性。再就是需要管控石墨盤(pán)和襯底的尺寸準確性和不同批次之間的重復性。另外，人為操作也需要很好的管控，確保產(chǎn)出的良率。”

　　針對 Mini-LED 市場(chǎng)應用，中微半導體開(kāi)發(fā)了 PrismoUnimax 設備，可以有效調整外延生長(cháng)方向的厚度均勻性，　相關(guān)的優(yōu)化設計也可以有效抑制生長(cháng)過(guò)程中顆粒物沉積到wafer 上。同時(shí)，中微半導體還采用了自主開(kāi)發(fā)的基于模型的溫度控制系統，可以有效保證溫度控制的精準性。

　　“這款設備采用了獨創(chuàng )的加熱器和輔助加熱器相配合的設計，在接近 800 毫米石墨盤(pán)的生長(cháng)方向上，溫度可以得到精確的調整，從而滿(mǎn)足波長(cháng)一致性的需求。” 胡建正表示，“我們在 Prismo Unimax 上進(jìn)行了 4 英寸和 6 英寸的藍光 LED 的外延生長(cháng)，其藍光 LED 片內和片間的波長(cháng)均勻性都可以做到小于 1 個(gè)納米�？梢哉f(shuō)，我們的 Mini-LED量產(chǎn)技術(shù)在世界上是處于領(lǐng)先地位的。”

　　不過(guò)，胡建正也介紹，目前 Mini-LED 主要應用還是作為 LCD 的背光，其利用效率只有 5% 到 10%，不符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，未來(lái)一定會(huì )過(guò)渡到主動(dòng)發(fā)光應用，而 Micro LED 就是備受期待的下一代的顯示技術(shù)。

　　為了滿(mǎn)足 Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化需求，中微半導體作為設備供應商也做出了諸多方面的努力。胡建正介紹，Micro LED 首先要解決的就是波長(cháng)的均勻性，但其比 Mini-LED的技術(shù)要求要高很多。目前中微半導體也在基于 Prismo Unimax 平臺，開(kāi)發(fā)應用于 Micro-LED 技術(shù)的 MOCVD 工藝設備，在提升技術(shù)良率的同時(shí)，進(jìn)一步降低 Micro-LED 成本。

　　目前，中微半導體是科技部 2021 年度“高性能制造技術(shù)與重大裝備”之“Micro-LED 用新型 MOCVD 技術(shù)”項目的牽頭承擔單位。