在加快 Micro-LED 技術商用化過程中 ,MOCVD 扮演著重要角色。作為國內 MOCVD 設備重要廠商，中微半導體一直致力于研發外延片等方面的技術，旨在推動 MicroLED 的大規模商業化應用。在本屆中國國際 Mini/MicroLED 產業技術峰會上，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，助力Mini/Micro-LED 產業快速發展”為主題，特別分享了中微半導體在推動 Micro-LED 產業化應用上所進行 MOCVD 開發新進展。
過去十多年，LED 技術受益于半導體照明為主的產業需求驅動，取得了蓬勃發展。而最近幾年，在新型顯示應用的推動下，Mini/Micro-LED 也取得了諸多技術進展。胡建正表示，“Mini-LED 小到幾十個微米，Micro-LED 更是小到只有幾個微米。表面上看是芯片縮微化的簡單變化，其實涉及到的是整個產業鏈各個環節的升級迭代。”
實際上，Mini-LED 向 Micro-LED 發展，也涉及到從外延、芯片、封裝以及應用等各個環節都需要升級換代。胡建正介紹，對于 Mini-LED 而言，原有的技術大部分經過升級就可以滿足要求，唯獨波長性需要大幅提升。
整體來看，影響 LED 的波長均勻性主要有七大關鍵因素。其中，LED 波長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程中充分考慮加熱器的設計，另外在生長過程中進行晶圓托盤的設計，目前高速旋轉系統還會有迎風和背風的影響，最終都會體現在波長的分布上。因此，優化設計也很重要。”
他也指出，“LED 外延生長過程中的應力導致的翹曲需要配合片槽的設計加以解決，同時需要一個很好的生長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，確保產出的良率。”
針對 Mini-LED 市場應用，中微半導體開發了 PrismoUnimax 設備，可以有效調整外延生長方向的厚度均勻性， 相關的優化設計也可以有效抑制生長過程中顆粒物沉積到wafer 上。同時，中微半導體還采用了自主開發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 毫米石墨盤的生長方向上，溫度可以得到精確的調整，從而滿足波長一致性的需求。” 胡建正表示，“我們在 Prismo Unimax 上進行了 4 英寸和 6 英寸的藍光 LED 的外延生長，其藍光 LED 片內和片間的波長均勻性都可以做到小于 1 個納米。可以說，我們的 Mini-LED量產技術在世界上是處于領先地位的。”
不過，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%，不符合產業發展趨勢，未來一定會過渡到主動發光應用，而 Micro LED 就是備受期待的下一代的顯示技術。
為了滿足 Micro-LED 產業化需求，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的均勻性，但其比 Mini-LED的技術要求要高很多。目前中微半導體也在基于 Prismo Unimax 平臺，開發應用于 Micro-LED 技術的 MOCVD 工藝設備，在提升技術良率的同時，進一步降低 Micro-LED 成本。
目前，中微半導體是科技部 2021 年度“高性能制造技術與重大裝備”之“Micro-LED 用新型 MOCVD 技術”項目的牽頭承擔單位。
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