晶湛半导体发布Full Color GaN®全彩系列LED产品并打破300mm壁垒

日期:2022-04-08 阅读:1475
核心提示:苏州晶湛半导体有限公司发布了其面向微显示产业应用的Full Color GaN®全彩系列外延片产品,并将LED外延片尺寸成功拓展至300mm。
半导体产业网获悉: 2022年4月8日,苏州晶湛半导体有限公司发布了其面向微显示产业应用的Full Color GaN®全彩系列外延片产品,并将LED外延片尺寸成功拓展至300mm。与面向Micro-LED技术的其他衬底上生长的LED相比,硅基氮化镓(GaN-on-Si)LED具有更大的晶圆尺寸(200mm–300mm)和更好的表面质量,对提升LED芯片良率展露出其独特优势。此外,通过采用200mm/300mm FAB中最先进的硅基芯片工艺制程,可以制备高性能的微型(5 µm2) Micro-LED像素阵列,并与Si CMOS驱动进行高良率的混合集成。

 

     尽管高效率的蓝光和绿光InGaN基LED已经实现,但对于红光LED来说,由于InGaN量子阱和GaN缓冲层之间存在的巨大晶格失配而导致的晶体质量较差,因此外延生长高效率的红光LED仍然非常具有挑战性。晶湛半导体通过采用应力工程和极化工程等专利技术,成功地克服了这些困难(图1和图2),并成功将其硅基氮化镓(GaN-on-Si)LED外延片产品组合扩展为200mm硅衬底上Full Color GaN®全彩系列产品(波长:390~650nm)。

 

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图1: 晶湛半导体Full Color GaN® 全彩系列产品

 

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图2: 硅基/蓝宝石基Full Color GaN® 全彩系列产品IQE对比和电致发光光谱

 

    波长均匀性是实现Micro-LED显示的关键因素,晶湛半导体的Full Color GaN®全彩系列产品在整个200mm晶圆上具有出色的波长均匀性(图 3),而且蓝光LED晶圆尺寸最大可以到300mm,并具有优异的波长均匀性,全片标准偏差小于2nm(图4)。

 

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图3: 晶湛半导体200mm Full Color GaN®全彩系列LED外延片波长分布图

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图4: 晶湛半导体300mm 硅基氮化镓蓝光LED外延片波长分布图

 

     基于200mm Full Color GaN®全彩系列LED外延片,晶湛半导体展示了像素尺寸在2µm至50µm范围内的RGB micro-LED阵列(图5和图6)。Full Color GaN®系列产品的表面缺陷密度可以控制在0.1/cm2以内,即使像素尺寸微缩至2µm x 2µm(阵列:100 x 100),所有像素点依然都可点亮。

 

 

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图5: 晶湛半导体展示200mm Micro-LED 晶圆

 

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(像素尺寸: 50µm, 15µm, 5µm, 2µm)

图6: 基于Full Color GaN®全彩系列外延片开发的Micro-LED 阵列

 

    晶湛半导体创始人兼总裁,程凯博士评论道:"对于micro-LED的单片集成而言,将RGB三种颜色集成到氮化镓的单一材料平台中是非常关键的一步。我们的Full Color GaN®全彩系列外延片将初步满足业界对AR/MR系统的要求。我们在2021年9月推出了1200V 300mm硅基氮化镓高压材料,而这次300mm硅基氮化镓LED的新平台将大力推动GaN光电器件、GaN电子器件与硅器件的异构集成的发展,具有广阔的应用前景。

 

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晶湛半导体的Full Color GaN®系列产品包括硅基氮化镓产品和蓝宝石基氮化镓产品。

 

 

致谢

晶湛半导体致谢镭昱光电科技(苏州)有限公司在外延材料验证评估过程中给予的帮助与支持。

 

 

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