Micro LED，又稱為mLED或μLED，是一種基于微型發(fā)光二極管（LED）的新型自發(fā)光顯示技術。它以其高分辨率、高色彩飽和度、低功耗、長壽命和快速響應速度等優(yōu)勢，被視為“終極顯示方案”。然而，Micro LED的制造過程中，巨量轉移成為了一個至關重要的環(huán)節(jié)。所謂巨量轉移，即將數百萬甚至數千萬顆微米級的LED晶粒正確且有效率地移動到電路基板上的過程。由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高，傳統(tǒng)的轉移方法難以滿足高精度的轉移要求，因此激光輔助界面燒蝕技術應運而生。
激光輔助界面燒蝕技術是一種將Micro LED芯片從原生基板轉移到目標基板的高效方法。這一技術主要分為兩個步驟：激光剝離和激光轉移。
激光剝離
激光剝離（Laser Lift-Off，LLO）是激光輔助界面燒蝕技術的第一步。它利用光子能量大于GaN能量帶隙而小于藍寶石和AIN帶隙的短波長激光，從藍寶石一側開始輻照。在這個過程中，激光透過藍寶石及AIN后，被表層GaN吸收。由于GaN吸收光子能量后發(fā)生熱分解，產生N2和液態(tài)Ga，N2隨之逸出，從而通過機械力實現GaN外延層與藍寶石襯底的分離。
激光剝離的良率直接決定了整個激光轉移的最終良率。研究表明，激光脈寬、激光波長、激光能量密度是實現激光剝離工藝的關鍵因素。為了實現高效的激光剝離，通常要求激光波長在125nm至365nm之間。此外，激光剝離過程還需要精確控制激光的功率和分辨率，以避免對芯片性能的影響，同時達到高產品良率。
激光轉移
激光轉移是將剝離下的Micro LED芯片從臨時基板轉移到目標基板的過程。這一步驟通常采用激光誘導前向轉移技術（Laser Induced Forward Transfer，LIFT）。LIFT技術能夠將各種功能材料和結構以用戶定義的圖案放置，實現大規(guī)模放置微小特征尺寸的結構或器件。
在LIFT過程中，激光穿過透明基板并被動態(tài)釋放層（Dynamic Release Layer，DRL）吸收。通過激光的燒蝕或汽化作用，DRL產生的高壓迅速增加，從而將芯片從圖章轉移到接收基板上。為了提高轉移精度并減少損壞，研究人員開發(fā)了基于泡罩（Blister）的激光誘導前向轉移技術（BB-LIFT）。在BB-LIFT過程中，只有一小部分DRL被燒蝕并產生氣體提供沖擊能量，通過創(chuàng)建一個膨脹的泡罩將沖擊波封裝在內部，將芯片更柔和地推向接收基板。
除了LIFT技術外，還有其他激光轉移方法，如直接分解方式、形成鼓泡方式和應力輔助方式。直接分解方式利用界面區(qū)域材料吸收光束能量引起的快速物理變化或化學反應產生驅動力來調控界面狀態(tài)。形成鼓泡方式則在界面處燒蝕一定深度，瞬時產生的氣體產物形成鼓泡，使芯片從響應層脫落并轉移至接收基板。應力輔助方式則是響應層材料吸收激光能量后產生熱膨脹效應，在熱應力或剪切應力作用下產生形變，使芯片轉移至目標基板。
巨量轉移的挑戰(zhàn)與前景
巨量轉移技術面臨的主要挑戰(zhàn)包括提高轉移良率、控制轉移精度以及實現高速轉移。傳統(tǒng)的LED機械式轉移效率遠遠無法滿足Micro LED顯示的轉移要求，需要采用全新的技術來實現。目前，業(yè)內主要有激光選擇性釋放、靜電力吸附、流體裝配、彈性印模、滾軸轉印等幾種技術方式。其中，激光輔助轉移技術在轉移精度、轉移效率方面均具有優(yōu)勢，且具有高度可選擇性，被認為是Micro LED巨量轉移技術中最有希望實現大規(guī)模量產應用的一種。
隨著Micro LED顯示技術的不斷發(fā)展，巨量轉移技術將成為制約其量產的關鍵。未來，隨著激光技術的不斷進步和轉移設備的持續(xù)優(yōu)化，激光輔助界面燒蝕技術有望在Micro LED制造領域發(fā)揮更大的作用，推動Micro LED顯示技術的商業(yè)化進程。
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