在一个有望改变半导体行业的重要进展中，香港科技大学工程学院的工程师们创造了一个前所未有的深紫外（UVC）微LED显示阵列，专门用于光刻机。这个最先进的UVC微LED展示了无掩模光刻技术的潜力，因为它提供了足够的光输出功率密度，从而允许更快地曝光光刻胶薄膜。
在一个有望改变半导体行业的重要进展中，香港科技大学工程学院创造了一个前所未有的深紫外（UVC）微LED显示阵列，专门用于光刻机。这个最先进的UVC微LED展示了无掩模光刻技术的潜力，因为它提供了足够的光输出功率密度，从而允许更快地曝光光刻胶薄膜。
这项研究由香港科技大学先进显示与电子技术国家重点实验室的创始主任郭海星教授主持，与南方科技大学和中国科学院苏州纳米技术研究所合作完成。
光刻机在半导体制造中至关重要，使用短波紫外光创建具有不同设计的集成电路芯片。然而，传统的汞灯和深紫外LED光源存在一些缺点，包括设备体积大、分辨率低、能源消耗高、光效低，以及光功率密度不足。
为了解决这些问题，研究团队构建了一个无掩模光刻原型平台，并利用该平台通过深紫外微LED进行无掩模曝光，首次生产出微LED设备，提高了光提取效率、热分布，并在整个制造过程中减轻了外延应力。
郭教授表示：“团队在首个微LED设备上达成了关键里程碑，包括高功率、卓越的光效率、高分辨率图案显示、更好的屏幕性能和快速曝光能力。这个深紫外微LED显示芯片将紫外光源集成在掩模的图案内，在短时间内提供足够的照射剂量供光刻胶曝光，为半导体制造开辟了一个新时代。”
郭教授进一步强调：“近年来，低成本、高精度的无掩模光刻技术在传统光刻机中的发展受到了广泛关注，因为它能够改变曝光图案、提供更大的定制化，并降低与制造光刻掩模相关的成本。因此，对于半导体设备的独立发展，光刻胶敏感的短波微LED技术至关重要。”
香港科技大学电子与计算机工程系的博士后研究员冯峰博士指出：“与其他著名的研究相比，我们的创新具有更小的设备尺寸、更低的驱动电压、更高的外部量子效率、更高的光功率密度、更大的阵列尺寸和更好的显示分辨率。这些显著的性能提升使我们的研究在全球范围内各项指标上处于领先地位。”
他们的研究论文标题为《用于无掩模光刻的高功率AlGaN深紫外微发光二极管显示器》，已在著名期刊《自然光子学》上发表。这项工作在业界获得了广泛认可，并在2024年第十届宽禁带半导体国际论坛（IFWS）上，被评为中国第三代半导体技术的十大进展之一。
展望未来，团队旨在进一步提高AlGaN深紫外微LED的性能，完善原型，并致力于开发分辨率范围从2k到8k的高分辨率深紫外微LED显示屏。
冯博士是第一作者，香港科技大学电子与计算机工程系的兼职副教授刘兆军教授是通讯作者，他同时在南方科技大学担任副教授。其他团队成员包括电子与计算机工程系的博士后研究员刘逸博博士、博士毕业生张可博士，以及来自其他各种机构的合作者。
