Micro-LED量产的最大瓶颈:激光剥离(LLO)技术

激光剥离(Laser Lift-Off,简称LLO)是目前Micro-LED工业界的主流方案——三星、索尼、JBD等Micro-LED头部厂商全部采用LLO工艺。

为什么必须用LLO?Micro-LED的发光外延层生长在蓝宝石衬底上,但蓝宝石衬底不导电、导热性差,会影响器件发光效率;同时脆性的蓝宝石也不利于Micro-LED向柔性显示方向发展。因此,必须在器件制造后把发光外延层从蓝宝石衬底上剥离下来,衬底还可回收复用。

LLO的基本过程是:激光束穿过透明的蓝宝石衬底,到达GaN外延层与蓝宝石的界面,被界面材料吸收后产生高热,使界面材料分解(通常是镓氮层分解为金属镓和氮气),从而实现外延层与蓝宝石衬底的选择性分离。整个剥离过程是一个单脉冲扫描过程,因此对激光束的均匀度和稳定性要求极高。

LLO的技术难点包括:激光波长选择(通常用248nm准分子激光或308nm)、能量密度精确控制(过高会损伤器件,过低剥离不净)、大面积均匀扫描、以及剥离后的衬底平整度。国内大族激光等厂商已推出Micro-LED激光剥离设备。

目前Micro-LED量产的更大瓶颈还包括巨量转移(Mass Transfer)良率、晶圆尺寸失配(硅基背板已到12英寸而外延片仍停留在4英寸)等,LLO只是其中关键一环。

内容来源:半导体OPT