盡管高效率的藍光和綠光InGaN基LED已經(jīng)實現(xiàn)，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(dǎo)致的晶體質(zhì)量較差，因此外延生長高效率的紅光LED仍然非常具有挑戰(zhàn)性。晶湛半導(dǎo)體通過采用應(yīng)力工程和極化工程等專利技術(shù)，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(chǎn)品組合擴展為200mm硅襯底上Full Color GaN^®全彩系列產(chǎn)品（波長：390~650nm）。

圖1: 晶湛半導(dǎo)體Full Color GaN^® 全彩系列產(chǎn)品

圖2: 硅基/藍寶石基Full Color GaN^® 全彩系列產(chǎn)品IQE對比和電致發(fā)光光譜

    波長均勻性是實現(xiàn)Micro-LED顯示的關(guān)鍵因素，晶湛半導(dǎo)體的Full Color GaN^®全彩系列產(chǎn)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(yōu)異的波長均勻性，全片標準偏差小于2nm（圖4）。

圖3: 晶湛半導(dǎo)體200mm Full Color GaN^®全彩系列LED外延片波長分布圖

圖4: 晶湛半導(dǎo)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(dǎo)體展示了像素尺寸在2µm至50µm范圍內(nèi)的RGB micro-LED陣列（圖5和圖6）。Full Color GaN^®系列產(chǎn)品的表面缺陷密度可以控制在0.1/cm²以內(nèi)，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(dǎo)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(fā)的Micro-LED 陣列

    晶湛半導(dǎo)體創(chuàng)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(guān)鍵的一步。我們的Full Color GaN^®全彩系列外延片將初步滿足業(yè)界對AR/MR系統(tǒng)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(gòu)集成的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。

晶湛半導(dǎo)體的Full Color GaN^®系列產(chǎn)品包括硅基氮化鎵產(chǎn)品和藍寶石基氮化鎵產(chǎn)品。

致謝

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