Soft Epi和Sundiode宣布联合开发仅采用InGaN材料的红绿蓝三色堆叠型晶圆

CINNO Research产业资讯，近日，SoftEpi和Sundiode公司联合在世界上首次，仅使用InGaN材料开发出一种红、绿、蓝三色堆叠型晶圆，这种晶圆不需要通过晶圆级别的键合制程就能制作Micro-LED显示器。据了解，这一突破性成果是继去年开发出InGaN基的红色LED之后，Soft-Epi在Micro-LED显示器开发进程中的又一大步。

图1. Soft-Epi和Sundiode公司联合开发的Micro-LED制作用红绿蓝三色堆叠型晶圆

根据外媒Compound Semiconductor报道，Soft-Epi公司总部位于韩国，拥有独特的GaN外延技术，一直专注于可见光InGaN外延的制造，其中就包括基于氮化物材料制造的红色LED。Sundiode是一家总部位于美国硅谷的公司，一直致力于显示用Micro-LED技术的开发，具体来说其应用涉及增强现实（AR）和混合现实（MR）以及平视显示器（HUD）等。

目前，业界为制造一款具有超高分辨率（5000 PPI）的下一代全彩色Micro-LED显示器，通常会涉及一系列非常复杂的工艺，比如晶圆键合，然后在每个上单独外延生长R、G和B之后移除衬底。事实上，这些工艺正是目前业界制造全彩色Micro-LED显示器的最大问题。

现在，这两家公司制作出了世界上第一个在单个衬底上具有独立pn结的RGB外延层，该外延层具有单外延生长，无需额外的晶圆键合工艺。据介绍，这一新的突破性成果用到了Soft-Epi的外延生长技术和Sundiode的设计。

这与先前的传统方案：晶片键合技术或基于电流密度变化调整波长的颜色控制方法完全不同。新方案使用了一种单片堆叠式红绿蓝结构，设计人员可以独立驱动芯片以发出红、绿和蓝三种颜色。这也被认为是制造高分辨率微型显示器，最理想RGB像素结构。

图2. 红绿蓝三色堆叠型芯片极其发光状态示意

图2中展示了RGB堆叠式LED外延结构（左）及其发光图像（右）的示意图，其中，RGB三层通过隧道结串联连接。该结构在最终用作实际微显示器前，还会添加电流阻挡层，最终这三层可以被独立驱动。

与现有的结合单个红色、绿色和蓝色晶圆的传统方法或通过使用选择性生长技术重复多次外延生长来实现RGB的方法相比，这种单片式RGB堆叠型外延生长技术的优点是，大大简化了制造高分辨率全彩色微型显示器的工艺制程。

另外，这种方案还有望大大优化现有大尺寸（标牌、电视等）显示器用Micro-LED显示器的制造工艺。与现有方法相比，新方案使用的芯片数量可以减少到三分之一，芯片转移次数可以减少到三分之一或更少，这些都将带来成品制造成本的大幅降低。

这一技术突破有望成为Micro-LED基高分辨率、全彩色微型显示器制造领域的一个重要里程碑。一位Micro-LED领域的专家表示，“Soft-epi破解了Micro-LED技术的密码，这是高分辨率、全彩色微型显示器领域的一个重要里程碑。”

作为下一步，SoftEpi和Sundiode正在开发这种单片式RGB堆叠型Micro-LED显示器原型。他们认为，这种单片式RGB堆叠型外延晶圆的成功开发具有重要意义，它确保了一项重要的基础技术，可用于AR和MR以及HUD设备用高分辨率微型显示器的制造。

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