microled什么时候用在手机上（microled和miniled区别）
从Micro-LED的历史与现状，看其量产技术难点与应用前景
揭开Micro-LED的神秘外衣
Micro-LED是什么？
凸显的优势
存在的劣势
现状
RGB-LED全彩显示显示原理主要是基于三原色（红、绿、蓝）调色基本原理。众所周知，RGB三原色经过一定的配比可以合成自然界中绝大部分色彩。同理，对红色-、绿色-、蓝色-LED，施以不同的电流即可控制其亮度值，从而实现三原色的组合，达到全彩色显示的效果，这是目前LED大屏幕所普遍采用的方法[1]。
在RGB彩色化显示方法中，每个像素都包含三个RGB三色LED。一般采用键合或者倒装的方式将三色LED的P和N电极与电路基板连接，具体布局与连接方式如图1所示[2]。
之后，使用专用LED全彩驱动芯片对每个LED进行脉冲宽度调制或蓝光LED+发光介质的方法可以用来实现全彩色化。其中若使用UV micro-LED, 则需激发红绿蓝三色发光介质以实现RGB三色配比; 如使用蓝光micro-LED则需要再搭配红色和绿色发光介质即可，以此类推。该项技术在2009年由香港科技大学刘纪美教授与刘召军教授申请专利并已获得授权（专利号：US 13/466,660, US 14/098,103）。
发光介质一般可分为荧光粉与量子点（QD:Quantum Dots）。纳米材料荧光粉可在蓝光或紫外光LED的激发下发出特定波长的光，光色由荧光粉材料决定且简单易用，这使得荧光粉涂覆方法广泛应用于LED照明，并可作为一种传统的micro-LED彩色化方法。
荧光粉涂覆一般在micro-LED与驱动电路集成之后，再通过旋涂或点胶的方法涂覆于样品表面。图3则是一种荧光粉涂覆方法的应用，其中（a）图显示一个像素单元中包含红绿蓝4个子像素，图（b）则显示了micro-LED点亮后的彩色效果[3]。
该方式直观易懂却存在不足之处，其一荧光粉涂层将会吸收部分能量，降低了转化率；其二则是荧光粉颗粒的尺寸较大，约为1-10微米，随着micro-LED 像素尺寸不断减小，荧光粉涂覆变的愈加不均匀且影响显示质量。而这让量子点技术有了大放异彩的机会。
（a） （b）
▲图3 荧光粉彩色化micro-LED的像素设计及显示效果
量子点，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，可适用于更小尺寸的micro-display。量子点也具有电致发光与光致放光的效果，受激后可以发射荧光，发光颜色由材料和尺寸决定，因此可通过调控量子点粒径大小来改变其不同发光的波长。
当量子点粒径越小，发光颜色越偏蓝色；当量子点越大，发光颜色越偏红色。量子点的化学成分多样，发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区。而且具有高能力的吸光-发光效率、很窄的半高宽、宽吸收频谱等特性，因此拥有很高的色彩纯度与饱和度。且结构简单，薄型化，可卷曲，非常适用于micro-display的应用[4]。
目前常采用旋转涂布、雾状喷涂技术来开发量子点技术，即使用喷雾器和气流控制来喷涂出均匀且尺寸可控的量子点，装置与原理示意图如图4所示[5]。将其涂覆在UV/蓝光LED上，使其受激发出RGB三色光，再通过色彩配比实现全彩色化，如图5所示[5]。
但是上述技术存在的主要问题为各颜色均匀性与各颜色之间的相互影响，所以解决红绿蓝三色分离与各色均匀性成为量子点发光二极管运用于微显示器的重要难题之一。
此外，当前量子点技术还不够成熟，还存在着材料稳定性不好、对散热要求高、且需要密封、寿命短等缺点。这极大了限制了其应用范围，但随着技术的进步和成熟，我们期待量子点将有机会扮演更重要的角色。
▲图4 将RGB三色micro-LED合成全彩色显示。具体方法是是将三个红、绿、蓝三色的micro-LED阵列分别封装在三块封装板上，并连接一块控制板与一个三色棱镜。
之后可通过驱动面板来传输图片信号，调整三色micro-LED阵列的亮度以实现彩色化，并加上光学投影镜头实现微投影。整个系统的实物图与原理图如图6所示，显示效果如图7所示[6]。
▲图6棱镜光学合成法的a), b) 实物图，c) 原理示意图
▲图7棱镜光学合成法的显示效果
作者：
刘召军 彭灯 张珂 （中山大学）
郭浩中 佘庆威 （台湾交通大学）
解密Micro-LED三种不同的驱动方式
刘召军 张珂
Micro-LED是电流驱动型发光器件，其驱动方式一般只有两种模式：无源选址驱动（PM：Passive Matrix，又称无源寻址、被动寻址、无源驱动等等）与有源选址驱动（AM：Active Matrix，又称有源寻址、主动寻址、有源驱动等），本文还将分析一种“半有源”选址驱动方式。这几种模式具有不同的驱动原理与应用特色，下面将通过电路图来具体介绍其原理。
什么是PM驱动模式？
无源选址驱动模式把阵列中每一列的LED像素的阳极（P-electrode）连接到列扫描线（Data Current Source），同时把每一行的LED像素的阴极（N-electrode）连接到行扫描线（Scan Line）。
当某一特定的第Y列扫描线和第X行扫描线被选通的时候，其交叉点（X，Y）的LED像素即会被点亮。整个屏幕以这种方式进行高速逐点扫描即可实现显示画面，如图1所示。[1,2]这种扫描方式结构简单，较为容易实现。
但不足之处是连线复杂（需要X+Y根连线），寄生电阻电容大导致效率低，像素发光时间短（1场/XY）从而导致有效亮度低，像素之间容易串扰，并且对扫描信号的频率需求较高。
另外一种优化的无源选址驱动方式是在列扫描部分加入锁存器，其作用是把某一时刻第X行所有像素的列扫描信号（Y1, Y2… … Yn）提前存储在锁存器中。
当第X行被选通后，上述的Y1-Yn信号同时加载到像素上[3]。这种驱动方式可以降低列驱动信号频率，增加显示画面的亮度和质量。但仍然无法克服无源选址驱动方式的天生缺陷：连线庞杂，易串扰，像素选通信号无法保存等。而有源选址驱动方式为上述困难提供了良好的解决方案。
什么是AM驱动模式？
在有源选址驱动电路中，每个Micro-LED像素有其对应的独立驱动电路，驱动电流由驱动晶体管提供。基本的有源矩阵驱动电路为双晶体管单电容（2T1C：2 Transistor 1 Capacitor）电路，如图2所示[4]。
图2 有源选址驱动方式
每个像素电路中使用至少两个晶体管来控制输出电流，T1为选通晶体管，用来控制像素电路的开或关。T2是驱动个晶体管，与电压源联通并在一场（Frame）的时间内为Micro-LED提供稳定的电流。
该电路中还有一个存储电容C1来储存数据信号（Vdata）。当该像素单元的扫描信号脉冲结束后，存储电容仍能保持驱动晶体管T2栅极的电压，从而为Micro-LED像素源源不断的驱动电流，直到这个Frame结束。
2T1C驱动电路只是有源选址Micro-LED的一种基本像素电路结构，它结构较为简单并易于实现。但由于其本质是电压控制电流源（VCCS），而Micro-LED像素是电流型器件，所以在显示灰度的控制方面会带来一定的难度，这一点我们在后面的《Micro-LED的彩色化与灰阶》部分中会讨论。
刘召军博士课题组曾提出一种4T2C的电流比例型Micro-LED像素电路，采用电流控制电流源（CCCS）的方式，在实现灰阶方面具有优势[5]。
什么是“半有源”选址驱动方式
另外需要提及的是一种 “半有源”选址驱动方式[6]。这种驱动方式采用单晶体管作为Micro-LED像素的驱动电路（如图3所示），从而可以较好地避免像素之间的串扰现象。
三大驱动方式对比
与无源选址相比，有源选址方式有着明显的优势，更加适用于Micro-LED这种电流驱动型发光器件。现详细分析如下：
①有源选址的驱动能力更强，可实现更大面积的驱动。而无源选址的驱动能力受外部集成电路驱动性能的影响，驱动面积于分辨率受限制。
②有源选址有更好的亮度均匀性和对比度。在无源选址方式中，由于外部驱动集成电路驱动能力的有限，每个像素的亮度受这一列亮起像素的个数影响。一般来说，同一列的Micro-LED像素共享外部驱动集成电路的一个或多个输出引脚的驱动电流。
所以，当两列中亮起的像素个数不一样的时，施加到每个LED像素上的驱动电流将会不一样，不同列的亮度就会差别很大。这个问题将会更加严重地体现在大面积显示应用中，如LED电视与LED大屏幕等。同时随着行数和列数的增加，这个问题也会变得更严峻。
③有源选址可实现低功耗高效率。大面积显示应用需要比较大的像素密度，因此就必须尽可能减小电极尺寸，而驱动显示屏所需的电压也会极大的上升，大量的功率将损耗在行和列的扫描线上，从而导致效率低下。
④高独立可控性。无源选址中，较高的驱动电压也会带来第二个麻烦，即串扰，也就是说，在无源选址LED阵列中，驱动电流理论上只从选定的LED像素通过，但周围的其他像素将会被电流脉冲影响，最终也会降低显示质量。有源选址方式则通过由选通晶体管和驱动晶体管构成的像素电路很好的避免了这种现象。
⑤更高的分辨率。有源选址驱动的更适用于高PPI高分辨率的Micro-LED显示。
而第三种“半有源”驱动虽然可以较好地避免像素之间的串扰现象，但是由于其像素电路中没有存储电容，并且每一列的驱动电流信号需要单独调制，并不能完全达到上面列出的有源选址驱动方式的全部优势。
以蓝宝石衬底上外延生长的蓝光Micro-LED为例，像素和驱动晶体管T2的连接方式有图4所示的4种。但由于LED外延生长结构是p型氮化镓（GaN）在最表面而n型氮化镓在底层，如图5所示。
从制备工艺角度出发驱动晶体管的输出端与Micro-LED像素的p电极连接较为合理，即图4中的（a）和（c）。图4（a）中Micro-LED像素连接在N型驱动晶体管的源极（Source）。由外延生长（Epitaxial Growth）、制备工艺、及器件老化所产生的不均匀性所导致的Micro-LED电学特性的不均匀性将会直接影响驱动晶体管的VGS，从而造成显示图像的不均匀。
而图4（c）中的Micro-LED像素连接在P型驱动晶体管的漏极（Drain），可以避免上述影响，其电流-电压关系图6所示。因此，有P管像素电路驱动Micro-LED较为适宜。
图6 Micro-LED与驱动晶体管的电流-电压关系
MicroLED的真正技术难点
截止今日，LED都没有被用作为小间距显示屏中的直接发光元件，即像素。这种现象是由许多问题造成的，包括成本和制造可行性。但是，使用MicroLED和亚毫米像素间距生产显示屏的想法可以追溯到LED起步时期。
在过去五年中，开发基于MicroLED的显示器兴趣大增，尤其是2014年苹果公司收购Luxvue之后。去年10月，Facebook收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus；而今年5月，夏普收购了另外一家MicroLED的新创公司eLux，以及最近Google注资瑞典Micro LED制造商Glo。
鉴于这些收购，证明microLED不只仅是停留在实验室。那么，这些大品牌为什么对这项技术这么感兴趣呢？因为microLED可以将独立的红色、绿色和蓝色子像素作为独立可控的光源，能够形成具有高对比度、高速和宽视角的显示器。
事实上，MicroLED显示器比OLED的对手要强很多，因为MicroLED有更宽的色域、带来更高的亮度、更低的功耗、更长的使用寿命、更强的耐用性和更好的环境稳定性。此外，如苹果最近的专利文件所示，MicroLED可以集成传感器和电路，实现具有嵌入式感测功能的薄型显示器，如指纹识别和手势控制。
虽然MicroLED仍然还未进入市场，但是它们还不只是停留在纸上的想法。在2012年1月的“International CES”上，索尼就展出了1920×1080像素的55英寸MicroLED显示器，包含620万个子像素，每个都是可独立控制的MicroLED芯片，受到媒体的强烈关注。但是，索尼对于商业化还没有给出时间表，到目前为止，没有一台microLED电视机进入市场。
MicroLED本质上是一项很复杂的技术
今天，MicroLED还没有一个普遍认可的定义。但是，一般来说，MicroLED被认为是总表面小于2500 mm2的LED芯片。这相当于是50mm×50mm的正方形，或直径为55mm的圆形芯片。根据这一定义，microLED今天已经出现在市场上了：索尼在2016年再次亮相，采用小间距大型LED视频墙的形式，传统的LED封装由MicroLED替代。
制造MicroLED显示器的技术涉及方方面面：将LED基板加工成准备用于拾取和转移到接收基板的MicroLED阵列，用于集成到非均匀集成的系统中：显示器。显示器又集成LED、像素驱动晶体管、光学器件等。外延片可容纳数亿MicroLED芯片。
实现MicroLED显示屏有两个主要选项。一个是将MicroLED单独或分组地拾取并转移到薄膜晶体管驱动矩阵上，这类似于OLED显示器中使用的；另一个是使用CMOS驱动电路将数十万个MicroLED的完整单片阵列组合起来。
如果采用这两种方法中的第一种，则组装一个4K显示器需要拾取、放置和单独连接2500万个MicroLED芯片（假设没有像素冗余）到晶体管背板。用传统的拾放设备操纵这样的小型设备，每小时的加工速度约为25,000个单位。这太慢了， 组装单个显示器将需要一个月的时间。
为了解决这个问题，像苹果、X-Celeprint等数十家公司已经开发出大规模的并联抓取技术。他们可以同时加工数万到数百万的MicroLED。但是，当MicroLED尺寸仅为10μm时，以足够的精度加工和放置非常具有挑战性。
还有一些与LED芯片相关的问题要克服。当其尺寸非常小时，其性能会受到与表面和内部缺陷（例如开放式粘合、污染和结构损坏）相关的侧壁效应的影响。这些缺陷导致非辐射载体重组加速。侧壁效应可以延伸到类似于载体扩散长度的距离（通常为1mm至10mm）：这在传统的LED中并不重要，因为其具有数百微米的边缘，但在MicroLED中却是十分致命的。在这些设备中，它可以限制芯片整个体积的效率。
由于这些缺陷，MicroLED的峰值效率通常低于10％，当设备尺寸低于5mm时，它的峰值效率可能小于1％，这远远低于目前最好的传统蓝光发射的“macro”LED，它现在可以产生超过70％的外部量子峰值效率。
更糟的是，MicroLED通常必须以非常低的电流密度运行。它们通常在低于1-10 A cm-2峰值效率区域驱动，因为即使在这种低效率下，LED也是非常明亮的。如果一台带MicroLED的手机以其最高效率运行，其显示屏将提供高达数以万计nits的亮度，比目前市场上更亮的手机高出一个级别。屏幕会很亮，以至于胆大的用户都不敢看。
当LED以非常低的电流密度工作时，它们的效率非常低，使得该技术不能实现其削减能量消耗的承诺。因此，解决这个问题就成为MicroLED公司的优先事项。提高效率的办法包括引入新的芯片设计和改进制造技术。这两种方法都可以减少侧壁缺陷并使电载体远离芯片的边缘。
MicroLEDs的开发人员也面临与色彩转换、光提取和光束成形有关的挑战。
现代显示屏的另一个要求就是消除坏点或有缺陷的像素。在外延、芯片制造和转移方面实现100％的综合收益率是不太可能的，所以MicroLED显示器制造商必须制定有效的缺陷管理策略，可以包括像素冗余和单个像素修复，这得取决于显示器的特性和成本。
目前MicroLED最容易实现的领域
MicroLED能够部署在从最小到最大的任何显示应用中。在许多情况下，它们将比LCD和OLED显示器的最终组合更好。但是，生产可行性和经济成本限制了其使用。然而，详细的分析表明，智能手表和其他可穿戴产品，如AR / MR应用的微型显示器，最能显示MicroLED显示器的性能。
其中，在智能手表上实现MicroLED是最有可能的，因为智能手表具有相对较少的像素数和中等范围的像素密度，因此，芯片和组装成本效率高，也最接近MicroLED当前技术发展的状态。它们具有潜在的差异化功能，包括能够延长电池寿命、降低功耗以及更高的亮度，从而提供户外环境下良好的可读性。
如果这些显示器开始大量出现，那么在显示器前端平面内可引入各种传感器，例如可以读取指纹并提供手势识别。
MicroLED的另一个主要机会就是增强现实（AR）和混合现实（MR）的头戴式显示器。在虚拟现实中，用户佩戴完全封闭的头戴式显示器将其与外界视觉隔离；而AR和MR应用则将计算机生成的图像覆盖到现实世界中。
MicroLED显示器是通过将晶片切割成微小器件，
并以并行拾取和放置技术将其转移到晶体管底板
这些应用的要求之一是，覆盖的图像要足够亮，可与环境光竞争，特别是在户外应用中。
为了满足这些条件，显示器必须放在不引人注意的位置，使用光学效率小于10％的复合投影或波导光学器件将图像投影到眼睛上。这些要求决定了显示器的亮度范围从10,000到50,000 Nits，这比市场上最好的手机的亮度高出10倍到50倍。
今天，MicroLED是唯一有潜力提供这些亮度水平的候选，同时保持合理的功耗和紧凑性。令人鼓舞的是，同样的推理可以应用于汽车和其他环境中的平视显示器中，这类显示器可以被认为是AR的一种形式。
MicroLED想努力产生影响的市场就是智能手机。目前，OLED显示器已经以非常有竞争力的成本提供了非常出色的性能。如果MicroLED也参与其中，则子像素的尺寸必须减小到几微米，这样的话，提供可接受的效率会更难。
在电视上取得成功的可能则更高。在这种情况下，缺点是像素密度相对较低，在4K、55英寸电视中的间距约为100毫米。低密度阻碍了转移技术的效率，因为每个周期需要移动数千个芯片，而智能手机或智能手表则是数十万个。想在这个市场上蓬勃发展，就需要开发替代的高效率装配技术。
Micro LED核心技术在谁手里？
在Micro LED的生产过程中，由于元件的微缩，有许多问题尚待克服或改善，而制程中转移技术则是产品能否量产且达商业产品之标准的关键。
依据显示基板尺寸不同，大致可分二种转移形式，第一种是小尺寸显示基板，使用半导体制程整合技术，将LED直接键结于基板上，技术代表厂商为台工研院，第二种是用于大尺寸（或无尺寸限制）的显示基板，使用pick-and-place的技术，将Micro LED阵列上的画素分别转移到背板上，代表厂商为Apple
图2. 专利TW I521690之图H-J（图片来源：TIPO）
在这篇专利中似乎没有特别提及LED的尺寸或是与Micro LED相关的字词，但在其具有相同优先权的美国的对应案中，有提到发光元件为1至100微米，而间距
♦ Apple
♦ X-Celeprint
专利名称：Micro device transfer head array
公开号：US 2017-0048976 A1
X-Celeprint的巨量转移技术Micro-Transfer-Printing
♦ eLux
据报导，鸿海将收购Micro LED新创公司eLux，该公司在专利上有二点值得注意。首先是其转移技术与市场主流不同，其次是其在美国申请的专利，利用CIP方式大量串接Sharp与自己的专利
图8. eLux美国专利状态（图片来源：USPTO）
作者：王笠
准分子激光器提升Micro-LED制造工艺
原创：Rainer Paetzel
于无机 III-V 半导体（例如 GaN）的 Micro-LED 到 µLED（约 20 µm）的过渡，必须有技术创新的支撑，尤其是实现 µLED 显示屏组装方面的创新。本文将介绍如何通过准分子激光器解决此加工过程中最为棘手的两个难题。
激光剥离技术 ，直接照射到 LED 晶片上。同时，GaN 层大量吸收紫外光，并有很薄的一层分解成镓和氮气。所形成的气压会把器件推离基板，在几乎不对器件产生任何作用力的情况下实现器件与基板的分离。镓可以用水或稀盐酸洗掉，以保持器件表面的清洁。
除波长外，准分子激光器的另外一个重要特性是脉冲短（约 10-20 ns），这有助于抑制热扩散并最大限度降低器件的热负荷。此外，准分子激光器输出的激光可以形成沿两个轴能量均匀分布的细长光束（平顶光束）。（图 2）例如，相干公司 UVblade 系统提供的 155 mm x ~0.5 mm 光束的能量均匀度优于 2% 标准方差（sigma）。如此一来，所有加工区域将接受相同且最佳的能量通量，从而避免在加工过程中遇到能量过冲或过大热负荷的问题，这个问题在能量强度呈高斯分布的其他激光加工中经常出现。
图2. UVblade ，能够大大提高加工过程中的工艺控制并帮助用户增大工艺区间。
图3. 配备 LEAP 准分子激光器和光束光学元件的 UVblade LLO 系统。
作业过程中，准分子激光器光束扫掠基板，通过照射整个加工区域实现器件分离。如果要重点实现高产能，线束会相应调整，从而在单次扫描中完整覆盖蓝宝石晶片（2"、4" 或 6"）。这种方法需要中等强度激光（例如 50 到 100 W）。有效热膨胀系数失配导致的薄膜内应力会均匀释放，从而进一步降低对器件的影响。因此，这种 248 nm 方法是实现 LLO 最常用的方法。
另外一种 LLO 策略是使用尺寸较小的光束和光栅扫描整个晶片。如，相干公司有一种 UVblade 系统产生长 26 mm，宽 0.5 mm 的光束，仅需扫描两次即可覆盖 2" 晶片。这种典型系统仅需要功率 30 W，波长 248 nm 的激光。光栅扫描方法需要在扫描方向上实现单次照射的受控重叠，以及扫描之间的重叠。
激光诱导前向转移 示意图。
总之，在显示屏加工准分子激光退火 ”研发Micro LED面板制造技术。
该研究所的纳米应用力学团队利用卷轴转移工艺研发了“Micro LED面板”生产技术，发光效率提高三倍，功耗降低50％。利用这一研究成果，有望实现Micro LED显示屏制造，比制造传统LED显示器快10,000倍。
卷对卷转移工艺是韩国机械和材料研究所的专利技术，将TFT元件拾起并放置在所需的基板上，再将LED元件拾起并放置在放有TFT元件的基板上，从而完成结合了两大要素的有源矩阵型Micro LED面板。
随着生产步骤的减少，生产速度大大提高。目前用于制造传统LED显示屏的固晶机每秒可在基板上贴装1到10个LED，但是通过滚动转移技术，每秒可以转移10,000余个LED。通过目前的方法生产全高清200万像素的100英寸数字标牌需要30多天，但滚动转移工艺可以在一个小时内完成整个过程，并大大降低了加工成本。
X-Celeprint制作Micro LED阵列的μTP技术
μTP技术最初是由美国Illinois University的John A. Rogers等人利用牺牲层湿蚀刻和PDMS转贴的技术，将Micro LED转贴至可挠式基板或玻璃基板上来制作Micro LED阵列的技术，该技术于2006年Spin-out给Semprius公司，而2013年X-Celeprint获得Semprius技术授权，并于2014年初开始正式运营。
什么是μTP技术
μTP技术，简单的来说，就是使用弹性印模（stamp）结合高精度运动控制打印头，有选择的拾取（pick-up）微型元器件的阵列，并将其打印（printing）到目标基板上。
具体来说就是，首先在“源”晶圆上制作微型芯片，然后通过移除半导体电路下面的牺牲层（sacrificial layer）进行“释放”（Release），使微型芯片脱离原来的基板。随后，用一个与“源”晶圆相匹配的微结构弹性印模来拾取微型芯片，并将其转移到目标基板上。
该技术可以通过改变打印头的速度，选择性地调整弹性印模和被转移器件之间的黏附力，从而准确地控制装配工艺。当印模移动较快时黏附力增大，从而使被转移元件脱离源基板；相反地，当印模远离键合界面且移动较慢时，黏附力变得很小，被打印元件便会脱离印模，然后被转印在目标基板。
上文提到的印模可以通过定制化的设计实现单次拾取和打印多个器件，从而短时间内高效的转移成千上万个器件，因此这项工艺流程可以实现大规模并行处理。
μTP技术实际应用中的工艺流程
微转印工艺流程：图1：弹性印模接近晶圆；图2：弹性印模拾起芯片；图3：弹性印模接近目标基板；图4：印模将芯片“印刷”（放置）在目标基板上
据X-celeprint此前表示，该技术已经在众多“可印刷”微型器件中得到验证，包括激光器、LED、太阳能电池和各种材料（硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓和包括金刚石在内的介电薄膜）的集成电路。
基于GaAs的红色microLED印刷案例
μTP技术转印器件的原理过程
大多数情况下，需要转印的半导体器件首先会从“源”晶圆上得到释放，该方法利用了器件层下方的牺牲层（sacrificial layer）。
绝缘体上硅（SOI）晶圆的结构是在一层1微米厚的氧化层（Box:Barrier Oxide）上面制备一层5微米厚的单晶硅层。然后在单晶硅层上面采用标准SOI晶体管加工工艺制备各种器件和集成电路。不难看出SOI晶圆的氧化层可以作为天然的牺牲层，所以它将会是一种非常方便、随时可用的“源”晶圆。
简单介绍一下SOI加工工艺：
首先按照CMOS工艺标准，用光刻和刻蚀的工艺对SOI晶圆表面的单晶硅层进行图形化，露出下面的Box层。然后对图形化后的单晶硅进行封装保护。用氢氟酸刻蚀去除器件下方的BOx层，在此过程中ILD和布线层受到保护而不会损伤。
当器件下方的Box层被完全去除后，器件将会从晶圆中完全脱离出来，并通过器件层中的栓绳（Tether）来进行位置固定。在转印期间，栓绳（Tether）可以通过可控的方式断裂或切开。
氮化镓晶体管在si晶圆（111）制作而成，反应离子刻蚀（RIE）将通过通孔穿过器件层，向下直至硅基板，实现单个器件的分离。在该步骤中使用了二氧化硅掩膜。通过等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）将氮化硅层沉积。氮化硅层不仅可以钝化器件侧壁，也可以用于锚定（Anchor）和栓绳（Tether）结构的形成。
而在氮化镓芯片在印刷前，先会在COMS晶圆上施以一层半导体薄膜级树脂。到了微转印完成后，底层树脂则被固化，再通过钨化钛和铝金属叠层溅射沉积，到减厚湿法刻蚀，最终形成器件的连接。
■ 本文来源｜LEDinside
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