
Micro LED显示拥有优越的性能,但是在技术层面还有待突破,其中一项关键技术就是外延衬底的剥离。基于GaN发光材料的Micro LED芯片,由于GaN与蓝宝石晶格失配度较低且价格低廉,所以蓝宝石衬底成为外延生长GaN材料的主流衬底。
但是,蓝宝石衬底的不导电性、差导热性影响着Micro LED器件的发光效率;同时,脆性材料蓝宝石不利于Micro LED在柔性显示方向的运用,基于以上原因及Micro LED显示本身分辨率高、亮度高、对比度高等优势特点,激光剥离蓝宝石是必要且关键的环节,且激光剥离技术更能凸显Micro LED的优势。
激光剥离环节实质上是一个单脉冲扫描的过程,因此对激光束的均匀度和稳定性有极高的要求。正是由于对激光技术和工艺稳定性的极高要求,目前全球拥有该项技术并能用于稳定生产的企业不多,现阶段国内以大族激光为用于稳定生产的代表。
激光剥离技术通过利用高能脉冲激光束穿透蓝宝石基板,光子能量介于蓝宝石带隙和GaN带隙之间,对蓝宝石衬底与外延生长的GaN材料的交界面进行均匀扫描;GaN层大量吸收光子能量,并分解形成液态Ga和氮气,则可以实现Al2O3衬底和GaN薄膜或GaN-LED芯片的分离,使得几乎可以在不使用外力的情况下,实现蓝宝石衬底的剥离。
大族显视与半导体从2013年开始对激光剥离(Laser Lift Off,简称LLO)技术进行研发及技术储备,针对GaN基Micro LED和垂直结构LED晶圆蓝宝石衬底的剥离,成功研发并推出全自动LLO激光剥离设备。
设备采用全固态半导体(DPSS)激光器作为光源,自主研发的266nm波长可用于稳定生产的激光倍频模组,具有稳定周期长、维护成本低的优点;激光光束、功率稳定,激光效率远高于国外的准分子设备,优越的加工性能尤其对于一些特殊的外延衬底(如图形化蓝宝石衬底等)的剥离表现优异;聚焦焦深长达1000μm,对于有翘曲的晶圆,在一定范围内也可保证很稳定的剥离效果;设备稳定性好,可全自动上下料、24小时持续生产,大幅节省人力成本;加工幅面大,可选择性加工2~6寸晶圆,并搭载高精度CCD相机,能精准实现区域剥离;加工效率高,以4寸晶圆为例,单片加工完成只需140秒左右,而传统准分子设备需要300秒以上。
来源:大族激光显示与半导体
封面来源:拍信网正版图库
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