深紫外Micro LED制造，获重要进展！

背景阐述：

如图1(a)所示，在基于反应离子刻蚀（RIE）的传统Micro LED制造工艺中，首先通过RIE形成Micro-LED台面结构，随后需进行绝缘材料沉积，如SiO₂ 和 Al₂O₃等，以实现侧壁钝化并隔离n型与p型电极。接下来，通过光刻和刻蚀在台面绝缘材料上开孔，暴露p-GaN表面，用以后续p接触形成。在此过程中，高精度的光刻和套刻对准从而精确的把控孔径的位置是至关重要的。这将确保在开孔后，n 型材料和台面侧壁仍然被绝缘材料覆盖。若对准发生严重偏差，则开孔后n 型材料和台面侧壁表面绝缘材料残缺，金属p电极将可能与n型材料或侧壁直接接触，导致器件漏电甚至短路失效（如图1(a)中步骤4*所示）。随着Micro LED尺寸不断缩小，对套刻精度的要求急剧提升，显著增加了工艺难度与制造成本。

解决方案：

提出的新型STO方法可规避传统工艺中对高精度光刻与套刻对准的依赖，极大简化了微米级像素器件的制造流程。如图一（b）所示，该方法首先在p-GaN表面沉积一层1.2 微米厚的PECVD SiO₂层，通过光刻与反应离子刻蚀图形化实现预定义的像素结构。随后，在空气气氛下于900°C退火2小时。SiO₂在此过程中充当氧化掩模，有效阻挡氧气扩散，保护其下方的LED结构并保留发光能力；而未被SiO₂覆盖的区域则被氧化并破坏，形成绝缘层，从而自然划定出发光像素。SiO₂图形不仅决定了DUV Micro-LED的像素位置和尺寸，也在退火过程中实现了像素边界的“自对准”界定。退火后，通过HF气相去除SiO₂掩模，再完成后续金属电极的沉积与退火，从而形成完整器件结构。

基于该工艺，研究团队成功制造了2.3 微米像素的独立式及阵列式DUV Micro LED器件。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及阴极发光（CL）等表征手段，系统验证了STO像素化机制的实现与空间分辨效果（如图二所示）。

器件性能：

测试结果表明，该工艺制备的DUV Micro LED具有良好的器件性能。例如，2.3 微米的独立式DUV Micro LED在10 A/cm²电流密度下呈现4.9 V较低的工作电压。器件展现出良好的二极管特性和稳定的发光性能。所制造的2.3 微米的阵列式DUV Micro LED在未经封装条件下，on-wafer测量器件外量子效率为0.77%，在反向5V电压下漏电流密度仅为4×10⁻⁷ A/cm²，表现出极大的性能潜力 （图三）。

图三.  像素尺寸为 2.3 微米的 DUV Micro-LED 阵列性能表征。(a) I-V 特性；(b) 0.4 至 50 mA 电流下的发射光谱；(c)光功率和 EQE 曲线。

团队表示，选择性热氧化工艺在简化Micro LED像素化工艺的同时保持了良好的器件性能。相信这项工作将为深紫外Micro LED制造带来新的技术路径，助力其在消毒灭菌、紫外通信、颜色转换以及无掩膜光刻等关键应用中的推广与发展。

来源：KAUST先进半导体实验室团队

京东方+上影集团，成立新公司！加速MLED应用增长点

2025-06-17

韩国面板厂起诉，深天马卷入“专利侵权战”

2025-06-17

合肥欣奕华首台Micro LED激光巨量转移设备正式交付

2025-06-17

扫码关注我们

查看更多精彩内容

加入MicroLED交流群

与上万+业内朋友在一起

喜欢本文请点赞分享一下吧！