CINNO Research產業資訊，近日，SoftEpi和Sundiode公司聯合在世界上首次，僅使用InGaN材料開發出一種紅、綠、藍三色堆疊型晶圓，這種晶圓不需要通過晶圓級別的鍵合制程就能制作Micro-LED顯示器。據了解，這一突破性成果是繼去年開發出InGaN基的紅色LED之后，Soft-Epi在Micro-LED顯示器開發進程中的又一大步。

圖1. Soft-Epi和Sundiode公司聯合開發的Micro-LED制作用紅綠藍三色堆疊型晶圓

根據外媒Compound Semiconductor報道，Soft-Epi公司總部位于韓國，擁有獨特的GaN外延技術，一直專注于可見光InGaN外延的制造，其中就包括基于氮化物材料制造的紅色LED。Sundiode是一家總部位于美國硅谷的公司，一直致力于顯示用Micro-LED技術的開發，具體來說其應用涉及增強現實（AR）和混合現實（MR）以及平視顯示器（HUD）等。

目前，業界為制造一款具有超高分辨率（5000 PPI）的下一代全彩色Micro-LED顯示器，通常會涉及一系列非常復雜的工藝，比如晶圓鍵合，然后在每個上單獨外延生長R、G和B之后移除襯底。事實上，這些工藝正是目前業界制造全彩色Micro-LED顯示器的最大問題。

現在，這兩家公司制作出了世界上第一個在單個襯底上具有獨立pn結的RGB外延層，該外延層具有單外延生長，無需額外的晶圓鍵合工藝。據介紹，這一新的突破性成果用到了Soft-Epi的外延生長技術和Sundiode的設計。

這與先前的傳統方案：晶片鍵合技術或基于電流密度變化調整波長的顏色控制方法完全不同。新方案使用了一種單片堆疊式紅綠藍結構，設計人員可以獨立驅動芯片以發出紅、綠和藍三種顏色。這也被認為是制造高分辨率微型顯示器，最理想RGB像素結構。

圖2. 紅綠藍三色堆疊型芯片極其發光狀態示意

圖2中展示了RGB堆疊式LED外延結構（左）及其發光圖像（右）的示意圖，其中，RGB三層通過隧道結串聯連接。該結構在最終用作實際微顯示器前，還會添加電流阻擋層，最終這三層可以被獨立驅動。

與現有的結合單個紅色、綠色和藍色晶圓的傳統方法或通過使用選擇性生長技術重復多次外延生長來實現RGB的方法相比，這種單片式RGB堆疊型外延生長技術的優點是，大大簡化了制造高分辨率全彩色微型顯示器的工藝制程。

另外，這種方案還有望大大優化現有大尺寸（標牌、電視等）顯示器用Micro-LED顯示器的制造工藝。與現有方法相比，新方案使用的芯片數量可以減少到三分之一，芯片轉移次數可以減少到三分之一或更少，這些都將帶來成品制造成本的大幅降低。

這一技術突破有望成為Micro-LED基高分辨率、全彩色微型顯示器制造領域的一個重要里程碑。一位Micro-LED領域的專家表示，“Soft-epi破解了Micro-LED技術的密碼，這是高分辨率、全彩色微型顯示器領域的一個重要里程碑。”

作為下一步，SoftEpi和Sundiode正在開發這種單片式RGB堆疊型Micro-LED顯示器原型。他們認為，這種單片式RGB堆疊型外延晶圓的成功開發具有重要意義，它確保了一項重要的基礎技術，可用于AR和MR以及HUD設備用高分辨率微型顯示器的制造。

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