在微電子工業(yè)中，激光技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)中，也有研究人員試圖借助激光來實(shí)現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移的過程，這就是激光轉(zhuǎn)移流派。

Coherent（相干）是一家激光器制造商，其公司的產(chǎn)品在平板顯示工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，包括準(zhǔn)分子激光退火，柔性基底激光剝離，激光切割等等。

而在MicroLED制造過程中，Coherent也基于他們深厚的激光技術(shù)，提出了他們的解決方案。

在如下的視頻中，Coherent展示了他們在MicroLED制造中所涉及到的激光剝離技術(shù)（LLO）和激光轉(zhuǎn)移技術(shù)（LIFT）。

▲Coherent的激光技術(shù)在MicroLED上的應(yīng)用

2018年，Coherent在whitepaper中介紹了他們公司可能應(yīng)用于MicroLED制造中激光技術(shù)[35]，包括如下：

● 激光剝離（Laser Lift-Off, LLO）:

可以將MicroLED器件從藍(lán)寶石外延片上剝離下來，轉(zhuǎn)移到一個載板基板上，供后續(xù)巨量轉(zhuǎn)移

▲LLO過程

● 激光誘導(dǎo)向前轉(zhuǎn)移技術(shù)（Laser Induced Forward Transfer, LIFT）:

用于巨量轉(zhuǎn)移的過程中，將MicroLED轉(zhuǎn)移到背板基板上

● 準(zhǔn)分子激光退火（Excimer Laser Annealing, ELA）:

用于LTPS-TFT背板的低溫多晶硅薄膜制造過程

● 激光切割（Laser Cutting):

用于面板的切割

● 激光修復(fù)（Laser Repair）:

用于MicroLED面板的切割

對于MicroLED的整體的過程，激光所用到的LLO和LIFT可以用如下的圖片來表示：

▲MicroLED制造過程中的LLO和LIFT

對于巨量轉(zhuǎn)移過程，Coherent采用了248nm的激光來轉(zhuǎn)移GaN MicroLED，激光束通過一個Mask和投影鏡頭，可以實(shí)現(xiàn)1000個die的同時轉(zhuǎn)移。

另外一家美國的公司QMAT也提出激光轉(zhuǎn)移的技術(shù)方案[36]，他們所采用的巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備稱為Zero-ppm BAR Mass-Transfer Tool，

所謂Zero-ppm即為零缺陷的轉(zhuǎn)移，而BAR為Beam-Addressed Release的縮寫，即激光束尋址釋放，可以實(shí)現(xiàn)精確的選擇性轉(zhuǎn)移。

如下圖所示，在巨量轉(zhuǎn)移前，源基板上的MicroLED器件需要經(jīng)過測試，并將測試結(jié)果作為KGD File保存在計(jì)算機(jī)中（KGD即為Known Good Die)。

在后續(xù)轉(zhuǎn)移的過程中，通過讀取KGD文件中缺陷的位置信息，可以通過激光精確地進(jìn)行選擇性轉(zhuǎn)移，從而使有缺陷的器件不會被轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上。

在QMAT的文章中可以看到其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一些細(xì)節(jié)[37]，在他們的方案中，關(guān)鍵點(diǎn)在于：

在激光轉(zhuǎn)移流派中，還有一家美國公司Uniqarta，他們提出了一種被稱為LEAP的技術(shù)，即Laser-Enabled Advanced Placement，

這種技術(shù)與QMAT的方案的轉(zhuǎn)移過程有相似之處，即都能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性轉(zhuǎn)移。

如下圖所示，在Uniqarta的設(shè)備中，首先將激光束分束，然后在X-Y平面上掃描，達(dá)到選擇性轉(zhuǎn)移的目的[38-40]。

▲LEAP轉(zhuǎn)移

不過在轉(zhuǎn)移的時候，Uniqarta采用了一個釋放層，稱為Blistering轉(zhuǎn)移，而不是QMAT的ablative轉(zhuǎn)移。

釋放層吸收激光的能量，而將其上的MicroLED彈射出去，轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上。

采用這個技術(shù)，MicroLED背面不會吸收激光的能量，從而減少激光對其的損傷。

▲Blistering示意

流體自組裝派是利用流體的驅(qū)動，通過磁力、機(jī)械力或毛細(xì)作用力等方式，使MicroLED器件在流體中自動裝配到設(shè)計(jì)的指定區(qū)域。

根據(jù)目前的調(diào)查，不少廠商都有在流體自組裝巨量轉(zhuǎn)移的報道，包括Self Array，Elux，Nth Degree, 三星，夏普等等，在這里選擇一些比較典型的廠商介紹一下這個技術(shù)流派。

SelfArray的磁性自組裝原理如下面兩張圖片所示。

但關(guān)于器件本身的制備即轉(zhuǎn)移的細(xì)節(jié)，還有待調(diào)查更多的信息。

▲磁性載臺流體自組裝原理

▲SelfArray自組裝顯微觀察

eLux也提出流體自組裝巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)方案。

eLue于2016年在美國成立，eLux與日本夏普的淵源很深，CEO Jong-Jan Lee與CTO Paul Schuele均出自夏普美國實(shí)驗(yàn)室（Sharp Laboratories of America）。

2017年富士康通過其子公司CyberNet Venture Capital向其注資1000萬美元，2018年又與群創(chuàng)光電,AOT和夏普一起，正式收購eLux的全部股權(quán)。

在eLux發(fā)表的專利文件中，他們給出了其流體自組裝技術(shù)的一些細(xì)節(jié)[41]。

在NEPCON Japan 2019的報告中他們進(jìn)一步解釋了這個技術(shù)[42]。

▲eLux轉(zhuǎn)移示意

可以看出，在這個技術(shù)方案中，eLux對MicroLED的形狀有特殊的設(shè)計(jì)，這樣可以保證在自組裝的過程中正面朝上。

在剛剛過去的DIC2021論壇上，eLux還介紹了他們的流體自組裝技術(shù)，并展示了自組裝過程的視頻，如下圖所示。

▲eLux流體自組裝顯微觀察

據(jù)eLux在DIC2021論壇上介紹，采用這種方案有如下一些特點(diǎn)：

關(guān)于流體自組裝轉(zhuǎn)移，還有如下一些方案：

包括在轉(zhuǎn)移過程中利用機(jī)械力進(jìn)行組裝，焊接組裝，疏水性組裝，電泳組裝等等，這里就不詳細(xì)進(jìn)行介紹了[42]。

采用流體自組裝雖然具有一些優(yōu)點(diǎn)，但目前看起來還有一些難點(diǎn)需要克服：

比如難以進(jìn)行三色器件的轉(zhuǎn)移，自組裝的效率等等。

因此還需要對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。

韓國的KIMM開發(fā)了卷對卷打印的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，

其基本過程如下兩張圖所示：

首先通過滾輪將源基板上的MicroLED器件轉(zhuǎn)移到滾輪上，

然后再將滾輪上的器件轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上。

▲器件轉(zhuǎn)移到滾輪上

▲器件轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上

要通過滾輪對MicroLED進(jìn)行拾取，在滾輪上面也需要一層PDMS材料作為印章，

但如何實(shí)現(xiàn)選擇性拾取，或源基板上微器件的間隔拾取，仍然是需要討論的地方。

要實(shí)現(xiàn)MicroLED器件的量產(chǎn)，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)必須要進(jìn)一步取得突破，實(shí)現(xiàn)快速、高效、低成本的轉(zhuǎn)移。

目前業(yè)內(nèi)在巨量轉(zhuǎn)移方面投入了大量的精力，在各種不同技術(shù)流派上均取得一些成果，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能說有決定性的突破，也很難預(yù)測哪一種技術(shù)方案會首先成為量產(chǎn)方案。

但就筆者接觸到的信息，工業(yè)界最熱衷開發(fā)的還是彈性印章轉(zhuǎn)移和激光轉(zhuǎn)移，因?yàn)樘O果收購的LuxVue采用的靜電轉(zhuǎn)移，因此也受到一定的關(guān)注。

就讓我們繼續(xù)保持對這個技術(shù)的關(guān)注。

以上，全篇內(nèi)容完。

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