基于標準200mm Si平臺的顛覆性3D LED技術

Aledia于2011年從Cea-Leti剝離出來，開發(fā)了一種基于標準200mm Si平臺的顛覆性3DLED技術，與傳統(tǒng)的2DLED技術相比，這將降低每片芯片的成本。今年初，這家初創(chuàng)公司宣布了其計劃在法國格勒諾布爾地區(qū)建立第一家制造工廠的計劃，以應對估計價值約1200億美元的市場，該市場涉及用于計算機，平板電腦，智能手機和AR眼鏡的顯示器。Aledia計劃到2022年開始大規(guī)模生產(chǎn)微型顯示器。

Aledia與Cea-Leti聯(lián)合開發(fā)了基于在大面積Si襯底上生長的GaN納米線的3D LED的制造工藝，自2012年以來已申請了100多個專利家族（在多個國家/地區(qū)提交了一項發(fā)明），將超過全球共有440項專利和正在申請的專利?！坝腥さ氖牵M管在亞洲（中國：19個，日本： 10，韓國：4；臺灣：4），” Knowmade技術與專利分析師復合半導體與電子學博士Remi Comyn說道?！敝匾氖?，有29個專利家族尚未獲得授權成員。Remi Comyn補充說，其中大部分是最近三年提交的與顯示應用相關的發(fā)明（21）。

截至2020年9月，Aledia擁有58個專注于納米線LED的專利系列（圖2a）。該初創(chuàng)公司首先將住宅照明和汽車照明視為其新穎技術的最有前途的市場，從而解釋了宜家和法雷奧等公司在其投資者中的存在。然而，這家法國初創(chuàng)公司最終決定以顯示應用為目標，這轉化為Aledia產(chǎn)品組合中與顯示相關的40多個專利家族，最近三年提交了30多項專利申請（例如，EP3479401，圖1）。在Nanowire LED專利領域，三星和glō等幾家公司也遵循著類似的趨勢。因此，

圖1：（Aledia的專利EP3479408）具有改善了對比度和亮度的像素的三維LED器件。每個發(fā)光二極管包括至少一根導線，圓錐形或截頭圓錐形的半導體元件，在其側面的頂部和/或至少部分側面上被外殼集成或覆蓋，該外殼包括至少一個設計為提供大部分輻射的有源層來自發(fā)光二極管。該專利剛剛在歐洲（2020年8月）授予Aledia，并且在美國，中國，日本和韓國仍在申請中。

圖2：（a）Aledia在納米線LED專利領域的主要競爭對手，（b）在納米線LED專利領域的出版物時間表

Aledia邁向顯示應用的戰(zhàn)略舉措的另一個組成部分是，英特爾于2018年加入了投資者行列。與此同時，Knowmade將這家美國公司確定為Nanowire LED專利領域的新進入者（圖1），相對而言類似于Aledia的方法（圖3），并且重點關注Micro-LED顯示器（圖2a）?！坝⑻貭栒诨谠赟i基板上組裝包括GaN納米線在內的納米線的方式，開發(fā)用于micro-LED結構和顯示器的制造方法，” Remi Comyn解釋說。實際上，Knowmade已在納米線LED專利領域確定了英特爾的19項發(fā)明，其中大部分是在美國提交的。截至2020年9月，英特爾已授予5項美國專利。

圖3 ：（英特爾的美國專利10,439,101）由英特爾開發(fā)的Micro-LED顯示器，包括三種不同顏色的納米線LED，特別是包括例如在Si襯底上方的GaN納米線的紅色發(fā)光二極管結構（610-630 nm），以及在0.2鎵0.8上的GaN納米線?殼層，In0.4鎵0.6N個活動層和InGaN有源層上的包覆層，上述包覆層，其包括p型GaN或p型的ZnO。該專利已在美國獲得授權，并在中國和日本仍在申請中。

2020年，Knowmade對“硅上氮化鎵專利態(tài)勢”進行了調查，其中Aledia擁有30個專利家族?！肮枭系墝＠I域中的Aledia發(fā)明主要與納米線發(fā)射器的大量增長，高度的精確度和可控性有關，”確認雷米·科姆恩（Remi Comyn）。其他發(fā)明涉及在GaN納米結構上制造電觸頭（US9991342，US10340138），以及器件制造問題（例如，干法蝕刻US20190172970），去除有缺陷的納米線（US9299882），LED與諸如晶體管等器件的單片集成，以控制晶體管的制造。納米線LED（US10050080）或檢測LED溫度（US20160197064）。另外，最近在硅上氮化鎵材料中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了越來越多的與顯示相關的發(fā)明（例如，US10734442，圖4）。

圖4：（Aledia的專利US 10,734,442）本發(fā)明提出了一種基于納米線或基于微線的LED結構，該結構能夠減少相鄰子像素之間的串擾，增強對比度并制造橫向尺寸小于15 μm的子像素。該發(fā)明已在法國（2019年）和美國（2020年8月）授予Aledia，但在中國，日本，韓國和臺灣仍在申請中。

此外，Aledia可以依靠其研發(fā)合作伙伴Cea-Leti的其他專利，Cea-Leti在納米線LED和光電子學中的GaN-on-Silicon方面已廣為人知。該研究所擁有與納米線LED相關的50個專利家族，在美國（40+），歐洲（30+），中國（15）和日本（15）授予170多項專利。有趣的是，至少有5項發(fā)明集中在顯示器上（例如US8890111）。同樣，這些發(fā)明中有19項屬于光電子學領域的硅上氮化鎵，其中Cea是公認的參與者（30多項發(fā)明）。總體而言，在其自身的專利和與合作伙伴的IP協(xié)議之間，Aledia受益于170多個專利家族的強大專利組合，以保護其技術的商業(yè)化?？傊?，研發(fā)方面的主要努力 。

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