深圳2024年10月18日 /美通社/ -- 由思坦科技與南方科技大學、香港科技大學、國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（蘇州）聯(lián)合攻關(guān)的重大成果——基于高功率 AlGaN 深紫外 Micro-LED 顯示的無掩膜光刻技術(shù)，于10月15日正式在國際頂尖權(quán)威學術(shù)期刊 Nature Photonics 上發(fā)表。思坦科技Micro-LED研究院青年研究員馮鋒博士為第一作者，思坦科技創(chuàng)始人劉召軍博士為通訊作者。本項工作中由思坦科技提供驅(qū)動IC芯片，并承擔示范應(yīng)用工作。
本次報道，既代表思坦科技在 Micro-LED 無掩膜光刻領(lǐng)域取得了突破性成果，同時也標志著半導(dǎo)體行業(yè)的制造工藝即將迎來革命性進展。
在集成電路芯片制造中，光刻是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。光刻技術(shù)是指在光照作用下，借助光刻膠將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上的技術(shù)。由于光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平，光刻成為芯片制造中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工藝步驟。且傳統(tǒng)光刻機的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)體積龐大，相關(guān)技術(shù)被歐美發(fā)達國家所壟斷封鎖，也成為半導(dǎo)體行業(yè)的"卡脖子"技術(shù)。
在傳統(tǒng)光刻過程中，掩膜版的制造和更換成本高昂，光刻效率也受到多重限制。而思坦科技研發(fā)的高功率 AlGaN 深紫外 Micro-LED 技術(shù)，利用無掩膜光刻的方式，不僅解決了半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，還提供了一條制造成本更低、曝光效率更高的解決方案。
該技術(shù)的核心在于使用鋁鎵氮（AlGaN）材料制造出發(fā)光波長為 270 納米的深紫外 Micro-LED，這些 LED 像素尺寸僅為 3 微米，外量子效率達到 5.7%，發(fā)光亮度達 396 W/cm²，克服了傳統(tǒng)光刻技術(shù)中的光功率限制。通過 CMOS 驅(qū)動直接顯示曝光圖案，深紫外 Micro-LED 顯示技術(shù)實現(xiàn)了圖案與光源的集成，避免了掩膜版的復(fù)雜操作流程。此外，分辨率高達 320×140 像素、像素密度為 2540 PPI的 UVC Micro-LED 顯示屏展現(xiàn)了其在半導(dǎo)體領(lǐng)域精密制造中的巨大潛力。
目前，這種基于深紫外Micro-LED顯示技術(shù)的無掩膜光刻方法，已經(jīng)被驗證成功應(yīng)用于 Micro-LED 顯示屏幕的制造中。這一突破顯著節(jié)省了光刻掩模板制造的高成本，同時在效率上遠超電子束直寫的無掩膜曝光技術(shù)。
更具劃時代意義的是，該研究標志著深紫外 Micro-LED 技術(shù)將開啟無掩膜光刻的創(chuàng)新解決方案，這對于包括半導(dǎo)體在內(nèi)的眾多行業(yè)而言都是一項革命性進展。
作為專注于光子學領(lǐng)域的專業(yè)期刊，Nature Photonics 發(fā)表高質(zhì)量、經(jīng)過同行評審的研究成果，內(nèi)容涵蓋光的產(chǎn)生、操縱和檢測的各個方面。本次思坦科技聯(lián)合研究成果在 Nature Photonics 上的發(fā)表，再次體現(xiàn)了思坦科技的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化實力。
接下來，思坦團隊將繼續(xù)提升 AlGaN 深紫外 Micro-LED 的各項性能，并對原型機進行改進，開發(fā)2~8k高分辨率的深紫外 Micro-LED 顯示產(chǎn)品，為半導(dǎo)體制造領(lǐng)域提供更高效、更具成本效益的芯片制造解決方案，助力全球科技產(chǎn)業(yè)的快速升級。或許在不久的未來，便可在科研、醫(yī)療、特殊場景應(yīng)用等領(lǐng)域內(nèi)見證該項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
Nature Photonics原文：https://doi.org/10.1038/s41566-024-01551-7
