12月18日消息，上海大學研究團隊最近展示了一種提高下一代Micro LED 微型顯示器設備集成度和性能的技術。

據悉，將LED縮小到微型尺寸后，將會帶來制造和可靠性方面的影響，其關鍵難點包括將Micro LED像素陣列與操作顯示器的硅控制電路集成。

這種集成技術是通過倒裝芯片鍵合工藝來實現的，該工藝以物理和電子方式將Micro LED 芯片連接到硅背板上的鍵合焊盤。然而當像素尺寸縮小到50微米以下時，這種粘合界面很容易因微小缺陷和機械應力而失效。

使用倒裝芯片的藍色 Micro LED 制造工藝。（來源：AIP）

針對上述問題，上海大學研究團隊通過使用分層金-銦-金（Au/In/Au）金屬夾層代替傳統的純銦凸塊來增強倒裝芯片接合工藝。團隊通過倒裝芯片鍵合技術將Micro LED在 200°C 的溫和溫度下連接到硅上，避免加熱和冷卻不匹配造成的損壞，同時形成高導電性鍵合。

研究結果表明，與純銦相比，金-銦-金（Au/In/Au）這種多層金屬夾層的倒裝芯片接合工藝將電阻降低了40%，同時還消除了接合表面的裂紋和間隙。測試剪切強度表明Au/In/Au 鍵的機械強度是原來的三倍以上。

該研究小組將這些分層連接集成到一個15×30像素的Micro LED 演示陣列中，該陣列具有20×35微米大小的光源。結果這些面板表現出優質的顯示性能，包括低工作電壓和創紀錄的高亮度，達到每平方米178萬坎德拉。

銦凸塊 (a) 和 Au/In/Au 多層膜 (b) 的 FIB 橫截面 SEM 圖像，以及倒裝芯片接合后藍色 Micro-LED 芯片的 SEM 圖像 (c)。

(a) 15 × 30 藍色 Micro LED 顯示器的 EL 圖像。(b) 帶有SHU字樣的藍色 Micro LED顯示屏的EL圖像。

LEDinside Irving編譯