深圳2024年10月18日 /美通社/ -- 由思坦科技与南方科技大学、香港科技大学、国家第三代半导体技术创新中心（苏州）联合攻关的重大成果——基于高功率 AlGaN 深紫外 Micro-LED 显示的无掩膜光刻技术，于10月15日正式在国际顶尖权威学术期刊 Nature Photonics 上发表。思坦科技Micro-LED研究院青年研究员冯锋博士为第一作者，思坦科技创始人刘召军博士为通讯作者。本项工作中由思坦科技提供驱动IC芯片，并承担示范应用工作。
本次报道，既代表思坦科技在 Micro-LED 无掩膜光刻领域取得了突破性成果，同时也标志着半导体行业的制造工艺即将迎来革命性进展。
光刻技术：皇冠上的那颗明珠
在集成电路芯片制造中，光刻是至关重要的一个环节。光刻技术是指在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到晶圆上的技术。由于光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平，光刻成为芯片制造中最复杂、最关键的工艺步骤。且传统光刻机的机械结构复杂、系统体积庞大，相关技术被欧美发达国家所垄断封锁，也成为半导体行业的"卡脖子"技术。
在传统光刻过程中，掩膜版的制造和更换成本高昂，光刻效率也受到多重限制。而思坦科技研发的高功率 AlGaN 深紫外 Micro-LED 技术，利用无掩膜光刻的方式，不仅解决了半导体制造中的关键技术瓶颈，还提供了一条制造成本更低、曝光效率更高的解决方案。
高功率 AlGaN 深紫外Micro-LED技术：无掩膜光刻的革命性突破
该技术的核心在于使用铝镓氮（AlGaN）材料制造出发光波长为 270 纳米的深紫外 Micro-LED，这些 LED 像素尺寸仅为 3 微米，外量子效率达到 5.7%，发光亮度达 396 W/cm²，克服了传统光刻技术中的光功率限制。通过 CMOS 驱动直接显示曝光图案，深紫外 Micro-LED 显示技术实现了图案与光源的集成，避免了掩膜版的复杂操作流程。此外，分辨率高达 320×140 像素、像素密度为 2540 PPI的 UVC Micro-LED 显示屏展现了其在半导体领域精密制造中的巨大潜力。
开启半导体无掩膜光刻时代
目前，这种基于深紫外Micro-LED显示技术的无掩膜光刻方法，已经被验证成功应用于 Micro-LED 显示屏幕的制造中。这一突破显著节省了光刻掩模板制造的高成本，同时在效率上远超电子束直写的无掩膜曝光技术。
更具划时代意义的是，该研究标志着深紫外 Micro-LED 技术将开启无掩膜光刻的创新解决方案，这对于包括半导体在内的众多行业而言都是一项革命性进展。
作为专注于光子学领域的专业期刊，Nature Photonics 发表高质量、经过同行评审的研究成果，内容涵盖光的产生、操纵和检测的各个方面。本次思坦科技联合研究成果在 Nature Photonics 上的发表，再次体现了思坦科技的技术研发和产业化实力。
接下来，思坦团队将继续提升 AlGaN 深紫外 Micro-LED 的各项性能，并对原型机进行改进，开发2~8k高分辨率的深紫外 Micro-LED 显示产品，为半导体制造领域提供更高效、更具成本效益的芯片制造解决方案，助力全球科技产业的快速升级。或许在不久的未来，便可在科研、医疗、特殊场景应用等领域内见证该项技术的产业化应用。
Nature Photonics原文：https://doi.org/10.1038/s41566-024-01551-7
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