基于标准200mm Si平台的颠覆性3D LED技术

Aledia于2011年从Cea-Leti剥离出来，开发了一种基于标准200mm Si平台的颠覆性3DLED技术，与传统的2DLED技术相比，这将降低每片芯片的成本。今年初，这家初创公司宣布了其计划在法国格勒诺布尔地区建立第一家制造工厂的计划，以应对估计价值约1200亿美元的市场，该市场涉及用于计算机，平板电脑，智能手机和AR眼镜的显示器。Aledia计划到2022年开始大规模生产微型显示器。

Aledia与Cea-Leti联合开发了基于在大面积Si衬底上生长的GaN纳米线的3D LED的制造工艺，自2012年以来已申请了100多个专利家族（在多个国家/地区提交了一项发明），将超过全球共有440项专利和正在申请的专利。“有趣的是，尽管在亚洲（中国：19个，日本： 10，韩国：4；台湾：4），” Knowmade技术与专利分析师复合半导体与电子学博士Remi Comyn说道。”重要的是，有29个专利家族尚未获得授权成员。Remi Comyn补充说，其中大部分是最近三年提交的与显示应用相关的发明（21）。

截至2020年9月，Aledia拥有58个专注于纳米线LED的专利系列（图2a）。该初创公司首先将住宅照明和汽车照明视为其新颖技术的最有前途的市场，从而解释了宜家和法雷奥等公司在其投资者中的存在。然而，这家法国初创公司最终决定以显示应用为目标，这转化为Aledia产品组合中与显示相关的40多个专利家族，最近三年提交了30多项专利申请（例如，EP3479401，图1）。在Nanowire LED专利领域，三星和glō等几家公司也遵循着类似的趋势。因此，

图1：（Aledia的专利EP3479408）具有改善了对比度和亮度的像素的三维LED器件。每个发光二极管包括至少一根导线，圆锥形或截头圆锥形的半导体元件，在其侧面的顶部和/或至少部分侧面上被外壳集成或覆盖，该外壳包括至少一个设计为提供大部分辐射的有源层来自发光二极管。该专利刚刚在欧洲（2020年8月）授予Aledia，并且在美国，中国，日本和韩国仍在申请中。

图2：（a）Aledia在纳米线LED专利领域的主要竞争对手，（b）在纳米线LED专利领域的出版物时间表

Aledia迈向显示应用的战略举措的另一个组成部分是，英特尔于2018年加入了投资者行列。与此同时，Knowmade将这家美国公司确定为Nanowire LED专利领域的新进入者（图1），相对而言类似于Aledia的方法（图3），并且重点关注Micro-LED显示器（图2a）。“英特尔正在基于在Si基板上组装包括GaN纳米线在内的纳米线的方式，开发用于micro-LED结构和显示器的制造方法，” Remi Comyn解释说。实际上，Knowmade已在纳米线LED专利领域确定了英特尔的19项发明，其中大部分是在美国提交的。截至2020年9月，英特尔已授予5项美国专利。

图3 ：（英特尔的美国专利10,439,101）由英特尔开发的Micro-LED显示器，包括三种不同颜色的纳米线LED，特别是包括例如在Si衬底上方的GaN纳米线的红色发光二极管结构（610-630 nm），以及在0.2镓0.8上的GaN纳米线ñ壳层，In0.4镓0.6N个活动层和InGaN有源层上的包覆层，上述包覆层，其包括p型GaN或p型的ZnO。该专利已在美国获得授权，并在中国和日本仍在申请中。

2020年，Knowmade对“硅上氮化镓专利态势”进行了调查，其中Aledia拥有30个专利家族。“硅上氮化镓专利领域中的Aledia发明主要与纳米线发射器的大量增长，高度的精确度和可控性有关，”确认雷米·科姆恩（Remi Comyn）。其他发明涉及在GaN纳米结构上制造电触头（US9991342，US10340138），以及器件制造问题（例如，干法蚀刻US20190172970），去除有缺陷的纳米线（US9299882），LED与诸如晶体管等器件的单片集成，以控制晶体管的制造。纳米线LED（US10050080）或检测LED温度（US20160197064）。另外，最近在硅上氮化镓材料中已经发现了越来越多的与显示相关的发明（例如，US10734442，图4）。

图4：（Aledia的专利US 10,734,442）本发明提出了一种基于纳米线或基于微线的LED结构，该结构能够减少相邻子像素之间的串扰，增强对比度并制造横向尺寸小于15 µm的子像素。该发明已在法国（2019年）和美国（2020年8月）授予Aledia，但在中国，日本，韩国和台湾仍在申请中。

此外，Aledia可以依靠其研发合作伙伴Cea-Leti的其他专利，Cea-Leti在纳米线LED和光电子学中的GaN-on-Silicon方面已广为人知。该研究所拥有与纳米线LED相关的50个专利家族，在美国（40+），欧洲（30+），中国（15）和日本（15）授予170多项专利。有趣的是，至少有5项发明集中在显示器上（例如US8890111）。同样，这些发明中有19项属于光电子学领域的硅上氮化镓，其中Cea是公认的参与者（30多项发明）。总体而言，在其自身的专利和与合作伙伴的IP协议之间，Aledia受益于170多个专利家族的强大专利组合，以保护其技术的商业化。总之，研发方面的主要努力 。

编辑：hfy