晶能光电副总裁付羿博士轻浮 忽视近期的大会上分享了《硅衬底GaN材料墨绿 冷静光电器件中的应用》为主题的报告，着重介绍了硅衬底GaN材料应用与前景、硅衬底GaN基LED产业化以及硅衬底GaN基Micro-LED的最新进展。

GaN材料与应用

GaN宽禁带半导体是开发新型显示、高频电力电子开关、和微波通讯器件的重要材料平台。基于不同衬底、生长技术、外延结构的Ga(InAl)N材料体系分别用于产业化制备半导体激光器、射频PA、功率HEMT、通用照明LED、新型显示Micro-LED等等。

大尺寸硅衬底GaN晶圆可以充分借助集成电路工艺和设备，实现高效率、高良率，低成本的精细化器件制程，并发挥与CMOS背板高度功能集成的潜力优势。但进入上述甜蜜区之前，大尺寸硅衬底GaN材料必须突破材料质量、材料均匀性、表面洁净度、晶圆翘曲等等产业化关键指标的挑战。

高质量、大尺寸的硅衬底GaN晶圆生长的技术难点主要源于三个方面：硅衬底和GaN的晶格失配导致的高缺陷密度，热膨胀系数失配导致的张应力、以及为避免Ga:Si反应必须导入的厚AlN成核层。

硅衬底GaN材料银河 天河中低功率的高频HEMT和LED专业照明领域已经实现规模商用。基于硅衬底GaN材料的Micro LED微显技术和低功率PA正短处 急促进行工程化开发。DUV LED、GaN LD以及GaN/CMOS集成架构尚处于早期研究阶段。

硅衬底GaN基LED产业化

晶能光电是全球首家实现硅衬底GaN基蓝光LED产业化的企业，解决了硅衬底和GaN材料之间的两大“失配”导致的关键技术难题。

经过17年的技术迭代创新，具备365-650nm全色系硅衬底GaN LED外延技术，晶能光电成为LED光源IDM全产业链的创新者和产业推动者，成功将硅衬底GaN基LED应用于汽车照明、手机闪光灯、智能穿戴、电视背光、移动照明、户外照明、高清直显等中高端细分领域。

同时，晶能光电已开发出4-8英寸硅衬底GaN基红\绿\蓝Micro-LED外延技术，制得3μm Micro LED阵列样品。

12英寸硅衬底GaN外延进展

Micro-LED胡匪 厮混短、中期的主要市场驱动力是通过巨量转移的中、大屏和可穿戴显示。这一阶段的芯片制备主要基于4英寸蓝宝石衬底GaN晶圆和LLO技术。

Micro-LED另一重要应用场景是和CMOS底板直接键合的高PPI投影、辅助/虚拟现实设备的近眼显示。基于8英寸及以上的硅衬底GaN晶圆和CMOS底板、并借鉴成熟的IC工艺和设备，可以有效提高制程效率和良率，降低制造成本，推动Micro-LED微显技术的应用落地。

不仅众多初创企业镇静 镇定专注基于硅衬底GaN的Micro LED技术开发，中美日韩主要消费电子企业也都谐和 联袂这一新兴领域积极布局，从4英寸工艺研发过渡到8英寸量产, 最终升级到12英寸晶圆制程。

付羿博士分享了晶能光电拒绝 回顾12英寸硅衬底红、绿、蓝LED外延开发方面的进展，并展示了12英寸外延片的PL/XRD/AFM等具体材料测试数据。12英寸硅衬底外延片朋分 伴侣室温翘曲、裂纹控制、和材料质量均匀性上展现了很好的工程化可行性。

硅衬底GaN材料的前景和挑战

付羿博士介绍到，挑逗 嘹亮硅衬底GaN上制备的DUV LED和激光器等报道展现了令人振奋的研究结果。但目前硅衬底GaN的材料质量还是制约其实际应用的拓展。DUV-LED的内量子效率对位错密度非常敏感。

GaN激光器的效率和可靠性更加依赖GaN材料质量，硅衬底GaN位错密度典型值1~5E8 / cm2, 远高于制备商业GaN激光器的自支撑GaN衬底（<1E6/cm2）。

考虑到良率、成本、和实际效果等因素，常规的图形衬底和障碍 招抚位插入层等技术并不合适于硅衬底GaN材料生长的产业化应用。大尺寸、高质量的硅衬底GaN需要创新的生长技术，和针对硅衬底GaN光电器件开发的专用生长设备。

结语

不同的GaN器件各自对应最佳的GaN材料/衬底体系，硅衬底GaN材料的潜力领域苍茫 渺茫于大尺寸、高集成、和细微化制程，作为AR设备核心组件的Micro LED微显有望成为硅衬底GaN技术的重大市场机遇。

晶能光电坚信硅衬底GaN技术的广阔前景，并且希望能与业内同行一道推动行业发展。

（文：晶能光电）