梁伏波，杨小东，封 波

(晶能光电(江西)有限公司， 江西 南昌 330029)

引言

随着现代生活水平的提高和5G高速通信技术的飞速发展，人们对大屏显示及人机互动方面的需求日益广泛。当前以普通蓝宝石衬底的LED蓝绿芯片加普通的红光芯片为主制作的RGB显示屏，因分辨率低、可靠性差等劣势已经限制了行业进一步向家用高清互动领域的拓展。全垂直结构的LED芯片构成的全彩RGB显示屏有效解决了上述痛点，较现有产品在工艺上可以少打两根线，器件内打线面积更充足，而且垂直芯片的结构更稳定，如图1所示，整个芯片表面只有电极和二氧化硅保护层，可有效阻挡外界水汽、酸气侵扰。为进一步提升直显RGB显示屏的分辨率，实现实时互动等功能提供了方向和解决方案。近年来，间距P1.25及以下的产品增长率逐年提高，最高超过100%。因间距变小后相同面板尺寸需贴灯珠数量大幅度提高，出现了四合一、九合一及N合一等多种封装形式来简化下游客户的贴片量。

图1 垂直Mini LED芯片结构图

1 芯片制备

1.1 硅衬底外延生长

硅衬底上外延生长高质量氮化镓薄膜的技术难点主要在于硅衬底与氮化镓之间17%的晶格失配和54%的热膨胀系数失配。很大的晶格失配造成硅衬底上氮化镓外延层中大量的缺陷。而热膨胀系数的差异使得氮化镓外延层在生长结束后的降温过程中收缩程度是硅衬底的两倍以上，氮化镓外延层受到很大的张应力(图2)，非常容易产生裂纹。裂纹会严重降低材料良率，甚至导致材料完全报废。……