隨著市場對顯示質量的更高要求，Micro LED芯片憑借其尺寸小、集成度高和自發光等特點，與傳統的LCD和OLED顯示屏相比，基于Micro LED芯片的顯示屏具備高像素、高色彩飽和度、快速（納秒）響應時間、低能耗、高亮度和長壽命等顯著優勢，因此被稱為次世代的顯示技術霸主。
01 Micro LED中的激光剝離技術
基于GaN發光材料的Micro LED芯片，由于GaN與藍寶石的晶格失配度較低且成本低廉，藍寶石襯底成為Micro LED發光材料生長的主流襯底。但是，如果使用藍寶石作為Micro LED的最終襯底材料，藍寶石的不導電性、差導熱性會在光效率和散熱性方面給Micro LED帶來很大的限制，而且不利于Micro LED在柔性顯示方向的發展。此外，對于下游加工過程而言，藍寶石體積也過于龐大，其厚度是Micro LED芯片的50~100倍。
基于上述原因，如何從藍寶石襯底上移走Micro LED，并且盡量不影響芯片的良率成為影響Micro LED發展的關鍵技術。使用激光將芯片從藍寶石襯底上剝離的技術已經成功在LED、Mini LED 等產品上得到了充分驗證。
激光剝離（LLO）技術通過利用高能脈沖激光束穿透藍寶石基板，聚焦在藍寶石襯底與外延生長的GaN材料的交界面（GaN緩沖層）。光子能量介于藍寶石帶隙和GaN帶隙之間，因此，藍寶石不會產生光子吸收，但交界面緩沖層的GaN將大量吸收光子能量，化學分解形成金屬Ga和氮氣。如果對藍寶石襯底與外延生長的GaN材料的交界面進行整片均勻掃描，即可實現藍寶石襯底與Micro LED 晶元的整片剝離。
02 準分子激光器在Micro LED激光剝離中的應用
由于Micro LED芯片尺寸超小、技術難度大，良率低和成本居高不下成為影響Micro LED顯示技術大規模商用化的主要因素。
我們經過不斷的研發試驗和對比得出（如圖1所示），在激光剝離工序中，使用準分子激光器有利于提高Micro LED的剝離良率。
圖1 使用準分子激光器和DPSS激光器的剝離設備對比
03 激光剝離&分離一體機
大族顯視與半導體一直走在LED顯示行業裝備的前沿，憑借深厚的技術積淀和創新探索，積極對新型顯示Micro LED產業進行戰略布局，2013年便開始對激光剝離（LLO）技術進行研發及技術儲備。針對Micro LED加工應用，大族顯視與半導體已成功研發并推出使用準分子激光器的激光剝離&分離一體機（如圖2所示），可以實現從藍寶石襯底上的特定位置，或是整面剝離氮化鎵、膠材等材料，具備行業領先性。此設備通過嚴苛的工藝驗證，已形成銷售并穩定量產，贏得行業客戶的認可。
圖2 激光剝離&分離一體機
設備特點
● 剝離工藝效果穩定，加工良率高，剝離良率可達99.9%以上；
● 可實現最小尺寸10um，間距10um的芯片加工；
● 自動CCD校正，可滿足對不同規格產品精準識別定位；
● 可兼容2/4/6/8inch的TS及6inch以下wafer；
● 自動上下料，無人值守全自動運行；
● 配備超高精度運動平臺，全閉環控制，有效提高系統單位時間內的產能；
● 具備激光剝離加工后蓋板與轉移基板自動分離功能。
加工效果
大族顯視與半導體針對Micro LED生產工藝流程已進行全面系統的技術戰略布局，目前可提供的解決方案有：激光切割、激光剝離、激光修復等。大族顯視與半導體作為國產化高端裝備領先供應商，將持續創新技術，以創新重塑價值，提供更多專業解決方案，為新型顯示產業的高質量發展賦能。
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