Mikro-LED Bis zu 100 Smartphone-Displays auf einem 300-mm-Wafer

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Entwickler des französischen Tech-Unternehmen Aledia lassen GaN-Nanodrähte mit einem Durchmesser im Submikron-Bereich auf großflächigem Silizium wachsen. Die Produktion ist in konventionellen Foundries möglich.

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Aledia hat es geschafft, Mikro-LED-ICs auf einen 300-mm-Wafer herzustellen.
Aledia hat es geschafft, Mikro-LED-ICs auf einen 300-mm-Wafer herzustellen.
(Bild: Aledia)

Das französische Technologie-Unternehmen Aledia hat es geschafft, Mikro-LED-ICs auf einem Silizium-Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm (12'') herzustellen. Dank des größeren Wafers ist das Unternehmen in der Lage, auf einem einzigen 12''-Wafer 60 bis 100 Smartphone-Displays herzustellen. Das steht ganz im Gegensatz zu den etwa vier bis sechs Displays, die sich mit dem derzeitigen LED-Industriestandard eines Saphir-Substrates mit vier Zoll herstellen lassen.

„Mit unserer Nanodraht-LED-Technik (3D LED) können wir das mit bestehenden und handelsüblichen Prozessen und Geräten realisieren, da die Silizium-Wafer eine Standard-Dicke von 780 µm aufweisen“, erzählt Aledia-Geschäftsführer Giorgio Anania.

Planare 2D-Mikro-LEDs

Die planaren 2D-Mikro-LEDs werden durch Abscheidung flacher Schichten von GaN-Kristallen auf Saphir-Wafern mit einem Durchmesser von 100 bis 150 mm (4 bis 6'') hergestellt. Allerdings erfolgt der Großteil der Produktion auf Wafern mit 100 mm (4''). Die Mikro-LED-Technik von Aledia lässt GaN-Nanodrähte (GaN-Kristalle mit einem Durchmesser im Submikron-Bereich) auf großflächigem Silizium wachsen.

Bei der 3D-Nanodraht-Technik kommt es nicht zu den Spannungen, die bei 2D-Chips auftreten und die sich mit zunehmender Wafergröße aufbauen. Somit lassen sich auch große Wafer verwenden. Die Produktion ist dank der siliziumbasierten Technik in konventionellen Fabriken möglich, den sogenannten Silizium-Foundries. Sie lassen sich auf eine Großserienproduktion mit sehr hoher Ausbeute hochfahren.

Große Mengen an Wafern

„Wir glauben, dass der Einsatz von großflächigen Silizium-Wafern und mikroelektronischen Foundries der einzige Weg ist, um ausreichend große Mengen zu liefern. Wenn die Hersteller für eine höhere Bildqualität und geringeren Herstellungskosten beispielsweise bei Großbildfernseher mit einer Diagonale von 60'' und höher auf die Silizium-Nanodraht-Technik umsteigen würden, dann wären 24 Mio. der 300-mm-Wafer pro Jahr notwendig. Hier kämen noch Smartphones, Laptops und Tablets hinzu“, berichtet Anania abschließend.

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