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Les plaquettes épitaxiales en GaN-on-Silicon: le matériau clé des futures Technologies d’affichage

Avis du comité économique et social, le 15 octobre. Favorable. 25 Feb 2025

Avec l’avancement continu de la technologie d’affichage, la Micro-LED a gagné l’attention significative du marché en tant que solution d’affichage de nouvelle génération en raison de sa luminosité élevée, de son contraste élevé, de sa consommation de puissance faible, et de sa longue durée de vie. Parmi les différents matériaux de substrat, les plaquettes épitaxiales GaN-on-Silicon se distinguent comme un choix clé pour l’industrialisation en raison de leur capacité de production à grande échelle, leur rentabilité et leur compatibilité avec la technologie CMOS. Cet article donne un aperçu détaillé de la structure, des avantages, des paramètres clés et des perspectives d’application des plaquettes épitaxiales GaN-on-Silicon.


1. Structure des plaquettes épitaxiales en gan-on-silicium


Les plaquettes épitaxiales en GaN-on-Silicon se composent principalement des couches suivantes:


Substrat gan-sur-silicium:Substrat de silicium à haute résistivité ou à faible résistivité avec orientation (111), servant de base à la croissance épitaxiale GaN.


Couche tampon:Une couche tampon composite AlN ou AlN/GaN pour atténuer le décalage de la grille (~17%) et le décalage du coefficient de dilatation thermique entre GaN et Si, réduisant la densité des défauts et prévenant les fissures.


Couche épitaxiale GaN:


  1. Couche GaN de type n (1 à 3 μm d’épaisseur): fournit le canal de transport des électrons.


  2. InGaN/GaN Multiple Quantum Well (MQW) couche Active (2-3 nm d’épaisseur de puits quantiques): responsable de l’émission de lumière avec des longueurs d’onde réglables.


  3. Couche GaN de type p (100-500 nm d’épaisseur): forme la jonction p-n pour permettre la recombinaison de transporteur.


  4. Couche de blocage d’électrons AlGaN (EBL) de type p (10-50 nm d’épaisseur): empêche les fuites d’électrons et améliore l’efficacité lumineuse.



2. Avantages clés


1) Production à grande échelle et réduction des coûts


Par rapport aux substrats de saphir et de carbure de silicium (SiC), les substrats de silicium peuvent être mis à l’échelle jusqu’à des tailles de 8 ou même 12 pouces, améliorant l’efficacité de la production de puces microled et réduisant les coûts de fabrication.


2) compatibilité CMOS pour une intégration facile


Le silicium est le matériau dominant dans l’industrie des semi-conducteurs. Les micro-led GaN-on-Silicon peuvent s’intégrer de manière transparente aux circuits de pilote CMOS, permettant ainsi des modules d’affichage compacts et efficaces.


3) haute luminosité et longue durée de vie


Les micro-led à base de ganoffrent des performances optoélectroniques supérieures, y compris une efficacité lumineuse et une stabilité élevées. Par rapport aux technologies OLED et LCD, les micro-led ont une durée de vie nettement plus longue.


4) consommation de puissance faible pour les affichages portatifs et miniatures


Les micro-led consomment beaucoup moins d’énergie que les écrans LCD et OLED traditionnels, ce qui les rend idéales pour les appareils portables, les casques AR/VR et autres appareils électroniques portables.


3. Paramètres clés



paramètreValeur typique
Substrat gan-sur-silicium(111) orientation, 2" -8" Taille, épaisseur 525±25 μm
Couche tamponAlN ou AlN/GaN, épaisseur 100-500 nm
Type n GaN couche1-3 μm, concentration de dopage ~~ ~ Cm ⁻³
MQW couche Active3-10 puits quantiques, longueur d’onde accordable 450-550 nm
Couche de type p GaN100-500 nm, concentration de dopage  ~ Cm ⁻³
Longueur d’onde d’émission450 nm (bleu), 520 nm (vert)
Tension de fonctionnement3.2-3.5V (Micro-LED)


4. Perspectives d’application


1) affichages Micro-LED


Les plaquettes épitaxiales GaN-on-Silicon conviennent aux écrans AR/VR, smartwatches, micro-projecteurs, téléviseurs haut de gamme et autres applications d’affichage.


2) Communication de lumière Visible (LiFi)


La technologie de communication par lumière visible (VLC) basée sur micro-led permet la transmission de données à grande vitesse, ce qui représente un développement clé dans la future communication sans fil.


3) Projection Miniature


Les sources lumineuses Micro-LED, avec leur haute luminosité et leur faible consommation d’énergie, sont idéales pour les projecteurs ultra-compacts et les systèmes d’affichage tête haute (HUD).


5. Nous fournissons des plaquettes épitaxiales GaN-on-Silicon de haute qualité


Nous nous engageons à fournir des plaquettes épiaxiales gan-sur-silicium de haute qualité avec une faible densité de défaut, une efficacité lumineuse élevée et une excellente uniformité. Nos produits peuvent être personnalisés en différentes tailles (2" -8"), longueurs d’onde (450 nm-550 nm), et concentrations de dopage pour répondre aux exigences de l’affichage haut de gamme, de la communication de LiFi, et des applications de projection miniature, avec la capacité pour la production à grande échelle.


Si vous avez des questions techniques ou des exigences pour les plaquettes épitaxiales GaN-on-Silicon, n’hésitez pas à nous contacter. Let& ' S travaillent ensemble pour conduire l’industrialisation de la technologie d’affichage Micro-LED!


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