Micro LED技术的不断突破，终端企业对Micro LED加持等种种积极信号，都让LED显示行业对Micro LED的未来发展充满了信心。
Micro LED在头戴式的AR穿透式智能眼镜、穿戴式智能手表、车用智能驾驶座舱及透明显示产品的发展，预估Micro LED芯片产值将从2022年的1,400万美金，成长至2027年的12.4亿美金，年复合成长率达150%。
当下，Micro LED在上游外延材料制造环节仍面临不小的阻碍，若要进一步提升Micro LED外延的良率，降低生产成本，最终形成批量生产，MOCVD设备性能是关键。在2023年集邦咨询新型显示产业研讨会上，爱思强副总经理方子文博士就如何实现Micro LED外延量产进行了深入解析。
Micro LED外延量产三大难题
方子文博士表示，如今Micro LED具有各式各样的转移方式，转移过程对Micro LED芯片良率有着严苛的要求，若上游的外延材料环节不能保持一个较高的良率，将会对Micro LED的后续制造带来较大生产成本影响，阻碍Micro LED量产进程。
若要保证外延片的良率，第一需要关注的就是缺陷密度，Micro LED外延片对缺陷密度较为严格，当缺陷控制在0.1/cm2以下时，外延生产良率才能够得到保证，生产成本随之也能得到控制。
第二是波长均匀性管理，方子文博士表示，要实现更好的均匀性，需更紧密的波长分布，目前行业大部分LED芯片厂商的分选波长范围在3~4nm，而对于Micro LED而言，分选波长范围应在2~4nm之间。传统的显示类芯片制造依赖于外延后的分选工艺，分选出高度波长集中度的芯片。此类生产流程由于芯片尺寸的下降，已经不适用于MicroLED的生产。适用MicroLED生产的MOCVD设备生产的外延片波长范围需直接控制在2~4nm以内，其中包括外延片内，片间，以及炉间产出的所有外延面积。
从保障外延片品质入手，提升Micro LED生产效率，降低生产成本外，应用更大尺寸的外延片也是Micro LED成本考量的关键。传统的LED行业普遍在4英寸，而Micro LED的生产工艺会扩大到6乃至8英寸，更大的衬底尺寸可以更好控制Micro LED的成本。
因此，为适应未来Micro LED的发展趋势，助力成本的快速下降，目前爱思强对于MOCVD设备的研发，均往可适配8英寸外延片生产去设计与考量。
虽Micro LED外延生产仍面临难点，但爱思强通过独有的外延生产技术与最新的MOCVD设备，为Micro LED的批量生产提供了一个可行的方案。
基于行星式反应技术，打造Micro LED外延量产设备
方子文博士介绍，爱思强的行星式反应技术（Planetary technology）结合了晶圆级控制和批量生产技术，可以最低成本获得高良率外延片。
具体而言，行星式反应技术采用了水平流模型，可更容易控制外延片的波长均匀性，为了让水平流模型有效控制多片外延片的生长，爱思强通过行星式反应器大盘公转、小盘自转的方式把水平流模型拓展到多片机中。爱思强的MOCVD设备从而可具有单片机的优质外延波长均匀性管理与缺陷优化，同时还具备多片机的生产成本优势。
基于行星式反应技术平台，爱思强打造了两款针对Micro LED生产的MOCVD设备：AIX G5+C以及今年初最新推出的G10-AsP。
AIX G5+C适配蓝绿光Micro LED生产
AIX G5+C可更好地兼容蓝绿光Micro LED的生产，设备采用了8x6英寸或5x8英寸的配置，适应各尺寸外延片生产。
对于波长均匀性问题，设备专有的行星式反应器平台，配备C2C自动卡匣晶圆传输技术，能够在外延过程中对薄膜表面温度进行晶圆级控制，精准控制铟与多量子阱（MQW）的融合，帮助外延片实现更好的波长均匀性。
设备可将蓝光外延片做到1.3nm的范围内，绿光则可以做到1.5nm，转换为4nm的情况下，产品良率可达到99.7%。方子文博士表示，AIX G5+C已可以做到一个稳定的波长数据，未来Micro LED外延的生产将全自动化，且生产结果统一，无需分选环节。
对于外延缺陷管理问题，搭载的原位清洁技术，和C2C晶圆自动化传输技术能够在外延片制作过程中确保无颗粒污染薄膜，降低缺陷密度。
G10-AsP针对红光Micro LED研发
针对红光Micro LED的量产，爱思强推出同属行星式反应技术平台的最新MOCVD设备产品G10-AsP，是业界首款全自动AsP平台。
设备同样配备C2C自动卡匣晶圆传输、原位清洁等技术，对6英寸以及处理难度更高的8英寸红光外延片均实现了优质的均匀性与缺陷管理。
成本方面也有明显的优化，作为一款全自动设备，除更换零部件外，G10-AsP基本无需任何维护，只要补给充足的外延制造材料，即可保持持续运作，实现外延片的批量生产，且相较上一代设备节省了30%以上的成本。
小结
对于Micro LED批量生产难题，爱思强给予了全新MOCVD设备方案，进一步优化外延片生产良率与成本，并已获得了LED企业的认可。
今年2月G10-AsP以及AIX G5+C设备已获得ams OSRAM的验证，用于生产基于8英寸的Micro LED产品。外延片；华灿光电则采用爱思强的AIX 2800G4-TM 和 AIX G5+ C 两款MOCVD设备，进行Micro LED显示技术的开发。
方子文博士表示，LED行业进入到Micro LED这一新兴市场，需要一个创新性的外延生产解决方案，爱思强对MOCVD设备的均匀性、重复性、缺陷管理以及生产成本管理进行了升级，并标配了自动化技术，企业可直接导入进行Micro LED的生产。未来，爱思强将继续攻坚Micro LED外延量产难题，助力Micro LED展现真正的价值。
