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准分子激光器提升Micro-LED制造工艺-鸭脖官网

发布时间:2021-02-25    来源:鸭脖官网68533

本文摘要:于无机物III-V半导体材料(比如GaN)的Micro-LED(μLED)可作为生产制造电高效率、色度、屏幕像素密度、使用期和运用于范畴近强力目前技术性的显示器,市场前景非常可观。

于无机物III-V半导体材料(比如GaN)的Micro-LED(μLED)可作为生产制造电高效率、色度、屏幕像素密度、使用期和运用于范畴近强力目前技术性的显示器,市场前景非常可观。殊不知,要搭建从当今LED器件(大概200μm)到μLED(大概20μm)的过渡,必不可少有技术革新的烘托,特别是在是搭建μLED显示器安装层面的艺术创意。文中将解读怎样根据准分子激光器解决困难此生产过程中尤其繁杂的2个难点。激光剥离技术(LLO)因为蓝宝石芯片的晶格常数失配度和成本费皆较为较低,因而当今大部分LED生产工艺流程应用蓝宝石芯片做为MOCVD晶体材料的基板。

但因为蓝宝石的导电性和导电率不错,不容易允许可提纯的流明值,因而蓝宝石并不是制成品GaNLED的理想化媒介原材料。其結果导致,在生产制造亮度高GaNLED的全过程中,最终务必加到一步作业者,将器件粘合到最终或临时性媒介上,随后再作将器件与“英勇献身层”蓝宝石基板提取。

针对μLED来讲,为了更好地生产制造组成柔性屏幕的小规格薄形器件,好像必不可少去除蓝宝石基板。图1.根据激光剥离技术去除蓝宝石基板的步骤平面图a)器件晶体材料并吸咐到媒介基板b)激光束穿透蓝宝石基板c)去除蓝宝石基板运用准分子激光器进行激光挤压成型是去除蓝宝石基板的最常见方式。在生产过程中,高韧性激光单脉冲不容易穿透蓝宝石基板(光波长248nm的准分子激光束能够穿透),必需直射LED芯片上。

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另外,GaN层很多汲取紫外线,并有机壳的一层转化成镓和N2。所组成的标准气压不容易把器件推离基板,在彻底不对器件造成一切相互作用力的状况下搭建器件与基板的提取。镓能够自来水或稀盐酸遮住,以保持器件表层的洗手消毒。

除光波长外,准分子激光器的此外一个最重要特点是单脉冲较短(大概10-20ns),这有利于诱发热扩散并最大限度降低器件的耗热量。除此之外,准分子激光器键入的激光能够组成沿2个轴动能分布均匀的长细光束(坡屋顶光束)。

(图2)比如,相关行业企业UVblade系统软件获得的155毫米x~0.5毫米光束的动能匀称度高过2%标准方差(sigma)。如此一来,全部生产加工地区将拒不接受完全一致且最好的动能扩散系数,进而避免 在生产过程中遇到动能过冲或过大冷负载的难题,这个问题在动能抗压强度正圆形伽马分布的别的激光生产加工中经常会出现。

图2.UVblade(248nm)的155毫米激光束轮廊,没有较短轴(SA)和短轴(LA)。一定要注意,2个轴标尺的差别超出了2个量级。

准分子LLO本质上是一个脉冲全过程,因而对激光束匀称度和可靠性的回绝极高。激光器生产商相关行业企业已产品研发了必须合乎这一市场的需求的商品,这种商品获得非凡的单脉冲可靠性(比如<1%rms),必须进一步提高生产过程中的加工工艺操控并帮助客户减少加工工艺区段。

图3.装有LEAP准分子激光器和光束光电器件的UVbladeLLO系统软件。工作全过程中,准分子激光器光束扫掠基板,根据自然光全部生产加工地区搭建器件提取。假如要关键搭建增产能,整车线束不容易适度调节,进而在一次扫瞄中初始覆盖范围蓝宝石芯片(2"、4"或6")。

这类方式务必中等水平抗压强度激光(比如50到100W)。合理地线膨胀系数失配导致的塑料薄膜热应力不容易分布均匀出狱,进而更进一步降低对器件的危害。

因而,这类248nm方式是搭建LLO最常见的方式。此外一种LLO对策是用以规格较小的光束和光栅扫描全部芯片。如,相关行业企业有一种UVblade系统软件造成长26mm,长0.5毫米的光束,仅有需要扫瞄2次才可覆盖范围2"芯片。

这类典型性系统软件仅有务必输出功率30W,光波长248nm的激光。光栅扫描方式务必在扫瞄方位上搭建一次自然光的可控性重叠,及其扫瞄中间的重叠。

激光诱发前向移往(LIFT)安装包含数千万μLED芯片的高像素显示器应对特有的难点。在这个行业,248nm准分子激光器某种意义是将GaN从详细媒介精确挤压成型的理想化随意选择。溶解的N2不容易收拢并在μLED构造上造成机械设备力,进而把处理芯片从详细媒介推上去对接基板。根据结合用以大截面光束、掩膜板和投射光电器件,只需一次激光自然光才可按段传送高达1000个处理芯片。

该加工工艺也有此外一种方法,用以高聚物黏合剂把μLED事先安装在临时性媒介芯片或胶布上。这种黏合剂不容易汲取紫外光。在准分子激光的自然光下,黏合剂不容易再次出现光化学反应转化成反映,进而与μLED芯片提取并造成把处理芯片推上去对接基板的相互作用力。

自然光高聚物胶布或黏合剂需要的动能抗压强度有可能仅有LLO需要动能的二十分之一到五分之一。这意味著只需中等水平抗压强度的激光,就可以超出十分低的响应速度。图4.μLED安装步骤(用以LLO和LIFT)平面图。

总而言之,在显示器生产加工准分子激光淬火(ELA)和亮度高LED激光挤压成型(LLO)行业具备不错展示出的准分子激光器,在新起的μLED行业也呈现了巨大发展潜力。准分子激光器具有紫外线波长较短、单脉冲较短、高效率能量、大功率等特点,这让它与LED生产制造行业常见的III-V原材料十分不同寻常。特别是在是248nm准分子激光器,必须超过该主要用途现阶段用以的266nm或213nm固体激光器在特性层面的允许。

这必须拓张搭建低生产效率、性价比高的加工工艺对策。


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