高分辨率AM Micro-LED显示器设计及其驱动实现

设计了一种基于蓝宝石衬底氮化镓基蓝色/绿色多量子阱LED外延片,利用成熟的LED芯片工艺制备了高像素Micro-LED芯片阵列;在Micro-LED芯片和CMOS驱动芯片表面设计并制备了金属凸点,采用高精度倒装焊接工艺实现LED显示芯片和CMOS驱动芯片的良好键合,成功制备了分辨率为640×360的Micro-LED显示器。同时,以FPGA为控制器,设计了Micro-LED显示器的驱动系统,该驱动系统对输入的图像数据进行缓存并将其处理为显示器所能接收的单色图像数据,最后将处理后的图像数据写入驱动芯片并实现图像显示。     

高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备

本文设计并制备了一款分辨率为1 920×1 080的氮化镓基Micro-LED芯片。采用单次ICP(Inductively Coupled Plasma)刻蚀的方法完成电流扩展层的图案化和台面刻蚀,实现了电流扩展层和台面的自对准。同时,在制作过程中用HMDS(Hexamethyldisiloxane)提高光刻胶附着力,从根本上提高小尺寸台面刻蚀的一致性和完整性。此外,通过垫高N型电极解决了传统倒装芯片中P型电极和N型电极不等高的问题,有利于显示芯片与驱动芯片的键合。该芯片尺寸为17.78 mm(0.7 in),发光单元尺寸为6μm,像素周期为8μm,像素密度达到3 129 PPI。I-V测试数据表明,所制备的Micro-LED的开启电压仅为3.5 V。     

（100）与（111）晶面硅基金属整片键合后选择性去衬底技术

采用硅基金属整片键合后选择性去衬底技术,通过热压键合技术将（100）晶面硅与（111）晶面硅高温键合,利用聚二甲基硅氧烷保护（100）晶面硅衬底,再粗化（111）晶面硅衬底加快其刻蚀速率,后通过湿法选择性刻蚀去除（111）晶面硅衬底。此技术在不损伤硅基驱动芯片的前提下实现了选择性去除硅基氮化镓外延衬底,是一种材料混合集成的新技术,有望应用于自对准硅基Micro-LED微显示器件制程和光电子器件集成领域。     

大气氛围低温Au-Au薄膜键合的表面活化处理研究

提出了一种在大气氛围和低温条件下实现Au-Au薄膜的金属键合技术，研究了不同表面活化处理时间对Au-Au薄膜表面粗糙度、Au-Au薄膜的键合质量和可靠性的影响。实验结果表明，Au薄膜表面粗糙度随着表面活化处理时间的增加先减少后增大，当表面活化处理时间为20min时，Au薄膜表面粗糙度均方根为6.9 nm，悬挂键数量和粗糙度达到一个相对平衡的关系，Au-Au薄膜键合后的平均剪切强度为131.8 MPa，最大剪切强度高达159.1 MPa。因此，Au薄膜表面理想的表面活化处理时间可有效地提高Au-Au薄膜键合质量和稳定性，为实现混合集成Micro-LED器件的低温金属键合提供理论指导。