半導體發光器件是固態顯示與照明技術的共同基礎。近年來，隨著人們對不同類型的發光器件的深入研究，新型顯示與照明技術得到了相應的發展，這為未來信息顯示與照明的多元化應用奠定了良好的基礎。隨著物聯網、云計算、大數據、人工智能、元宇宙等技術和數字經濟的興起，新型顯示技術不斷迭代，提升顯示效果，其中Mini/Micro LED 顯示技術正成為新興顯示技術新的一極，為顯示領域注入了新的成長動力。

近日，在第八屆國際第三代半導體論壇（IFWS）&第十九屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA）上，“Mini/Micro LED及其他新型顯示技術“分論壇如期召開。特邀請南京大學電子科學與工程學院副院長劉斌教授和南方科技大學電子與電氣工程系講席教授孫小衛教授共同主持。該論壇由中微半導體設備（上海）股份有限公司、上海芯元基半導體科技有限公司、南京大學固態照明與節能電子學協同創新中心、北京康美特科技股份有限公司，長春希達電子技術有限公司，江蘇省第三代半導體研究院協辦支持。

主持人：南京大學電子科學與工程學院副院長劉斌教授

主持人：南方科技大學電子與電氣工程系講席教授孫小衛

分會上，來自北京大學、英國斯特斯克萊德大學、清華大學、廣東省科學院半導體研究所、南京大學、南方科技大學、上海交通大學、復旦大學、北京理工大學、東南大學、西安電子科技大學、中南大學、沙特阿卜拉杜拉國王科技大學等來自國內外知名高校院所專家學者們先后帶來精彩研究進展報告。

論壇現場

會上，英國斯特斯克萊德大學Jonathan MCKENDRY做了題為“用于光無線通信的高帶寬深紫微LED”的線上主題報告，報告指出GaN基Micro-LED作為一種顯示技術正在迅速興起，Micro-LED的特性使其對各種其他應用特別有吸引力，比如顯微鏡檢查、傳感、光遺傳學、光無線通信（OWC）。Micro-LED顯示非常高的調制帶寬，支持Gb/s OWC。AlGaN LED的不斷成熟推動了深紫外Micro-LED的發展，深紫外OWC可受益于強散射“無背景”通道。

緊接著，北京大學教授、北大東莞光電研究院院長王新強做了題為“藍寶石襯底InGaN基紅光LED及Micro-LED”的主題報告，分享了相關研究成果，報告指出基于應力調控方法，實現了藍寶石襯底上InGaN基紅光LED的MOCVD外延； 通過量子阱結構設計，提升了InGaN基紅光LED的發光效率；實現了小電流密度（~0.5 A/cm2）外量子效率（EQE：7.4%）的InGaN基紅光 Mini-LED，并實現了氮化物全彩Mini-LED顯示模塊； 制作了像素尺寸為25 μm的InGaN基紅光Micro-LED陣列和像素尺寸為10 μm的InGaN基紅光Micro-LED單顆器件；InGaN基紅光LED的發光峰半寬有待進一步控制，以提高氮化物全彩顯示的色域范圍。

清華大學信息電子工程系光電子研究所所長汪萊做了題為“面向AR微顯示應用的超小尺寸氮化物Micro-LED研究”的主題報告，研究提出分析Micro-LED尺寸效應的物理模型，解釋了不同波長Micro-LED隨尺寸微縮效率衰減不一樣的現象。采用激光直寫光刻制作了1-20μm超小尺寸Micro-LED，其中，1μm尺寸藍綠光Micro-LED效率超過10%，死區尺寸150-180nm，綠光死區更小：載流子局域化程度更高，InGaN量子點有助于實現長波長，效率有待進一步優化。

復旦大學副教授田朋飛做了題為“基于InGaN硅襯底micro-LED的多色集成轉移打印技術”的主題報告，介紹了全彩顯示的量子阱堆疊、藍/黃光micro-LED堆疊、RGB micro-LED轉移，以及柔性micro-LED轉移，生物醫學應用的研究進展。結合PWM技術，獲得了micro-LED陣列在不同注入電流下產生的具有均一亮度的紅綠藍波長發射。報告指出，隨著注入電流的增大，CIE色坐標從紅色漂移到藍色區域，實現整個RGB的覆蓋，但整體色域還需進一步提高。光遺傳學等生物醫學應用方面，去除襯底，將單片AlGaInP基LED與柔性襯底集成，形成具有顯示與心跳監控等多功能的器件。基于硅基micro-LED轉移打印工藝實現的藍光光遺傳學應用探針，高光功率密度、優異的柔性特性、多功能集成應用潛力等特點。

上海交通大學教授郭小軍做了題為“面向柔性顯示與傳感的有機薄膜晶體管器件與陣列集成”的主題報告。報告介紹了有機薄膜晶體管（OTFT）的優勢和OTFT器件與有源矩陣陣列集成　(OTFT-OLED、OTFT-OPD）的研究進展。 并對低電壓OTFT與柔性有源傳感系統和片上OTFT集成有源矩陣MicroLED做了詳細介紹。他表示，面向顯示與傳感應用的挑戰，需要滿足性能、外形和按需集成的需求，有機半導體技術具有差異化的優勢。基本解決了面向陣列集成的器件結構、工藝兼容性、器件模型、陣列電路設計等問題，打通了集成工藝。實現了基于OTFT-OLED、OTFT-OPD的有源矩陣尋址顯示與傳感陣列；探索了片上OTFT集成有源矩陣microLED技術。OTFT有源矩陣可為屏內／屏上傳感功能集成提供低溫、與現有工藝兼容的技術路徑；發展了基于“低電壓OTFT+硅芯片”的柔性有源傳感系統集成技術。

廣東省科學院半導體研究所教授、新型顯示團隊負責人龔政在線做了題為“基于光響應聚合物的Micro-LED可編程巨量組裝技術研究進展”的主題報告，分享了最先進的傳輸技術，光敏聚合物輔助傳質技術研究。報告提出了各種轉移技術，同時指出各種技術仍存在缺點，迫切需要新技術。研究開發了一種基于光敏聚合物的轉印方法，適用于Micro-LED的大面積可編程轉印。

東南大學下一代半導體材料研究所研究員范謙做了題為“全色顯示材料與3D芯片集成技術 ”的主題報告，介紹了3DIC關鍵工藝晶片鍵合、3DIC關鍵工藝混合鍵合，在CMOS和III-V族半導體器件之間開發單片集成的最新進展等。報告指出，與Si相比，化合物半導體（GaN、GaAs、InP）在RF（毫米波）方面具有優異的性能。與GaAs和InP相比，GaN是領先的，8-12英寸的Si GaN on Si（半絕緣晶片）外延技術進展很快。E/D模式HEMT均已就緒。

南京大學蘇州校區集成電路學院助理教授莊喆帶來了題為”InGaN基紅色發光二極管：從傳統LED到Micro-LED“的主題報告，分享了PSS或β-Ga2O3上的InGaN基紅色LED、InGaN基紅色Micro-LEDs、氮化物基紅色LED的技術與性能的相關研究成果，報告指出，用于微型LED像素化的選擇性p-GaN鈍化有助于解決“尺寸效應”。

量子點是納米尺寸的半導體晶體，是化學方法制備的半導體。鈣鈦礦量子點是一種全新材料體系，北京理工大學教授鐘海政做了題為“藍光量子點電致發光的若干基礎問題研究”的主題報告，報告指出藍光QLED的若干基礎科學問題涉及滿足顯示應用的無鎘藍光量子點材料十分缺乏，目前僅有ZnTeSe、InP兩個體系，亟需發展高效率無鎘量子點材料體系。量子點材料本征特性和QLED效率之間的物理關聯不清楚，目前量子點、傳輸層材料的優化只能基于試錯辦法，如何闡明QLED的工作機制，特別是QLED工作下，影響量子點電致發光的主要過程很重要。影響QLED壽命的主要因素不清楚，目前老化過程表征一般采用測試亮度衰減的辦法，周期十分長(>350小時)，亟需發展快速表征器件老化特征的手段，特別是老化過程中材料和器件的原位表征手段。

廈門大學物理科學與技術學院物理學系副教授盧衛芳分享了Micro-LED用GaN納米線上生長的非極性GaInN/GaN多量子殼的系統研究成果。研究顯示，通過提高GaN勢壘和AlGaN間隔物的生長溫度，獲得了同軸MQSs納米線的高結晶質量，從而獲得了高達69%的高IQE。在嵌入p-GaN殼層的情況下，600nm處的發射峰和退化的光輸出歸因于納米線的c面區域中的電流局部化。優化了同軸MQS納米線上p-GaN殼層的形態和晶體質量，以抑制螺旋和弗蘭克型部分位錯。EL光譜和光輸出結果表明，通過插入SL結構，明顯增強了3倍以上，這與MQS晶體質量的提高和c面區域的減少有關。

當前Micro-LED的關鍵問題涉及發光效率隨尺寸降低、巨量轉移良率、多色發光單片集成、規模化生產的波長一致性、封裝等。效率是Micro-LED需要面對的挑戰，包括刻蝕導致的表面損傷與非輻射表面復合，需要修復。綠光紅光的高銦組分導致的應力、缺陷。西安電子科技大學廣州研究院教授劉先河做了題為“用于高像素密度顯示器的高效率Micro-LED和納米LED”的主題報告，自下而上納米線具有諸多優勢，包括無需刻蝕工藝，減少表面非輻射復合；有效的應力松弛，減少缺陷增加In含量；減少來自襯底的線位錯，減少非輻射復合。報告指出，用自下而上生長的納米線成功構建micro-LED和nano-LED；納米線結構已實現較高的外量子效率，綠光器件EQE達到25%，紅光器件達到>2%；效率幾乎不取決于尺寸；光子晶體對發光性質直接調控：光譜穩定性和發光方向性；多色發光的單次外延單片集成。

南京大學電子科學與工程學院余俊馳做了題為“高透明度GaN基Micro-LED顯示器”的主題報告，研究結果顯示，雙拋藍寶石襯底氮化鎵基透明高亮度Micro-LED顯示器，屏幕尺寸0.18inch，單個像素20μm，反向漏電小于1nA。為提高透明度采用優化設計：GaN深刻蝕、透明ITO電極、非圖形化襯底、減小引線寬度等。顯示區域透明度高達80%，屏幕亮度高達25000nits，發光具有良好的溫度穩定性。滿足AR、HUD等設備在室內外環境下的應用需求，具有廣闊的應用前景。

Micro-LED器件具有廣視角、高亮度、高對比度、高光效的特點。不同顯示場景對micro-LED提出不同出光要求，需對器件進行出光調控。中南大學黃錦鵬做了題為“面向新型顯示的GaN基micro-LED出光調控研究”的主題報告，詳細介紹了micro-LED出光調控研究進展，包括窄光譜、小發散角micro-LED，指向出光micro-LED，線偏振micro-LED，圓偏振micro-LED的研究成果。報告指出，基于RC micro-LED器件設計，結合超表面調控光場，實現micro-LED出光方向的任意調控。指向出光micro-LED，實現垂直方向指定角度、任意空間角、分立角度出光，可用于多視點裸眼3D顯示。FDTD優化設計中，采用EBL在micro-LED上集成亞波長金屬光柵，制備多種尺寸線偏振micro-LED 。按照實驗參數演示偏振顯示，所制備的線偏振 micro-LEDs實現了圖像分離，滿足3D顯示要求。金屬光柵作為底部反射鏡，介質膜作為頂部反射鏡，實現具有TE線偏振出光的諧振腔micro-LED。在偏振micro-LED基礎上，進一步集成超表面調控偏振光相位，實現線偏振 - - 圓偏振任意轉換。

沙特阿卜拉杜拉國王科技大學劉志遠做了題為“基于能帶工程與機器學習的Micro-LED性能優化”的主題報告，分享了異質結極化和帶隙差，AlN應變補償層在InGaN紅色LED中的作用，SL設計對LED效率的厚度效應等研究進展和成果。（備注：以上信息未經報告嘉賓逐一確認，如有出入敬請諒解！）