2022年4月8日，蘇州晶湛半導體有限公司今日發布了其面向微顯示產業應用的Full Color GaN?全彩系列外延片產品，并將LED外延片尺寸成功拓展至300mm。與面向Micro-LED技術的其他襯底上生長的LED相比，硅基氮化鎵（GaN-on-Si）LED具有更大的晶圓尺寸（200mm–300mm）和更好的表面質量，對提升LED芯片良率展露出其獨特優勢。此外，通過采用200mm/300mm FAB中最先進的硅基芯片工藝制程，可以制備高性能的微型（5μm2）Micro-LED像素陣列，并與Si CMOS驅動進行高良率的混合集成。

     
        盡管高效率的藍光和綠光InGaN基LED已經實現，但對于紅光LED來說，由于InGaN量子阱和GaN緩沖層之間存在的巨大晶格失配而導致的晶體質量較差，因此外延生長高效率的紅光LED仍然非常具有挑戰性。晶湛半導體通過采用應力工程和極化工程等專利技術，成功地克服了這些困難（圖1和圖2），并成功將其硅基氮化鎵（GaN-on-Si）LED外延片產品組合擴展為200mm硅襯底上Full Color GaN?全彩系列產品（波長：390~650nm）。

圖1: 晶湛半導體Full Color GaN? 全彩系列產品

圖2: 硅基/藍寶石基Full Color GaN? 全彩系列產品IQE對比和電致發光光譜

        波長均勻性是實現Micro-LED顯示的關鍵因素，晶湛半導體的Full Color GaN? 全彩系列產品在整個200mm晶圓上具有出色的波長均勻性（圖 3），而且藍光LED晶圓尺寸最大可以到300mm，并具有優異的波長均勻性，全片標準偏差小于2nm（圖4）。

圖3: 晶湛半導體200mm Full Color GaN?全彩系列LED外延片波長分布圖

圖4: 晶湛半導體300mm 硅基氮化鎵藍光LED外延片波長分布圖

        基于200mm Full Color GaN?全彩系列LED外延片，晶湛半導體展示了像素尺寸在2μm至50μm范圍內的RGB micro-LED陣列（圖5和圖6）。Full Colar GaN?系列產品的表面缺陷密度可以控制在0.1/cm2以內，即使像素尺寸微縮至2μm x 2μm（陣列：100 x 100），所有像素點依然都可點亮。

 圖5: 晶湛半導體展示200mm Micro-LED 晶圓

(像素尺寸: 50μm, 15μm, 5μm, 2μm)
                   圖6: 基于Full Color GaN?全彩系列外延片開發的Micro-LED 陣列

        晶湛半導體創始人兼總裁，程凱博士評論道："對于micro-LED的單片集成而言，將RGB三種顏色集成到氮化鎵的單一材料平臺中是非常關鍵的一步。我們的Full Color GaN?全彩系列外延片將初步滿足業界對AR/MR系統的要求。我們在2021年9月推出了1200V 300mm硅基氮化鎵高壓材料，而這次300mm硅基氮化鎵LED的新平臺將大力推動GaN光電器件、GaN電子器件與硅器件的異構集成的發展，具有廣闊的應用前景。"

晶湛半導體的Full Color GaN?系列產品可用于硅基氮化鎵和藍寶石基氮化鎵晶圓。

致謝
晶湛半導體致謝鐳昱光電科技（蘇州）有限公司在外延材料器件驗證評估過程中給予的幫助與支持。

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