12月31日，香港科技大學(xué)宣布，學(xué)校）工學(xué)院成功研發(fā)一款全球首創(chuàng)的深紫外Micro LED顯示陣列晶圓，此高光效晶元可配合無掩模紫外光光刻技術(shù)，提升其光輸出功率密度準(zhǔn)確性，并以較低成本及更速效的方法推動半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展。

圖片來源：香港科技大學(xué)工學(xué)院

這項(xiàng)研究由港科大先進(jìn)顯示與光電子技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始主任郭海成教授指導(dǎo)，并與南方科技大學(xué)和中國科學(xué)院蘇州納米所合作。

據(jù)悉，光刻機(jī)是用以制造半導(dǎo)體的重要設(shè)備，它利用短波長的紫外光構(gòu)成不同圖案，從而生產(chǎn)出各種集成電路晶片。然而，這種運(yùn)用傳統(tǒng)汞燈和深紫外LED光源的制作有不足之處，例如器件尺寸大丶解析度低丶能源消耗高丶輸出的光效低且功率密度不足，不利于晶片制作。

為了解決上述難題，研究團(tuán)隊(duì)制造了一個(gè)無掩模光刻原型機(jī)平臺，利用它制作了首個(gè)由深紫外Micro LED無掩模曝光的Micro LED顯示陣列晶元。過程中提高了紫外光萃取效率丶增強(qiáng)其熱分布效能，并改善了晶體外延的應(yīng)力釋放。

郭教授特別提到,團(tuán)隊(duì)制作的Micro LED顯示陣列晶元成功實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)突破，包括提高了光源的功率及效能丶圖案顯示解析度丶提升螢?zāi)恍阅芗翱焖倨毓饽芰?。此Micro LED顯示晶元有效地將紫外光源和掩模版上的圖案融為一體，迅速地提供足夠的輻照劑量為光阻劑進(jìn)行光學(xué)曝光，推進(jìn)半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展。

郭教授進(jìn)一步指出,近年來，低成本丶高精度的無掩模光刻技術(shù)已成為半導(dǎo)體行業(yè)的新興研發(fā)熱點(diǎn)。由于這種技術(shù)能夠更靈活調(diào)整曝光圖案，從而提供更多樣化的定制選項(xiàng)，并節(jié)省制造光刻掩模版的成本。因此，對于自主開發(fā)半導(dǎo)體設(shè)備而言，有助提高光阻劑敏感度的短波長Micro LED技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。

港科大電子及計(jì)算機(jī)工程學(xué)系博士后研究員馮鋒博士總結(jié)道，與其他具代表性的研究相比，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了更小的器件尺寸丶更低的驅(qū)動電壓丶更高的外量子效率丶更高的光功率密度丶更大規(guī)模的陣列尺寸，以及更高的顯示解析度。這些都是關(guān)鍵的性能提升，各項(xiàng)指標(biāo)均顯示，本研究的成果領(lǐng)先全球。

論文題為「High-Power AlGaN Deep-Ultraviolet Micro-Light-Emitting Diode Displays for Maskless Photolithography」，全文刊登于頂尖期刊《自然光子》。

展望下一階段的研究，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)提升AlGaN深紫外Micro LED的各項(xiàng)性能，并改進(jìn)原型機(jī)，開發(fā)2k至8k高解析度的深紫外Micro LED顯示螢?zāi)弧?br />
本研究的第一作者為馮鋒博士，通訊作者則為港科大電子及計(jì)算機(jī)工程學(xué)系的客席副教授兼南方科技大學(xué)副教授劉召軍。團(tuán)隊(duì)成員還包括港科大電子及計(jì)算機(jī)工程學(xué)系的博士后研究員劉弈鎛博士丶博士畢業(yè)生張珂博士，以及來自各合作機(jī)構(gòu)的研究人員。（來源：香港科技大學(xué)工學(xué)院）

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