硅基GaN LED及光萃取技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比照明

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2013-10-21

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 傳統(tǒng)的氮化鎵（GaN）LED元件通常以藍(lán)寶石或碳化硅（Sic）為襯底，因?yàn)檫@兩種材料與GaN的晶格匹配度較好，襯底常用尺寸為2"或4"。業(yè)界一直在致力于用供應(yīng)更為豐富的硅晶圓（6"或更大）來發(fā)展GaN，因?yàn)楣枰r底可顯著降低成本，而且可以在自動化IC生產(chǎn)線上制造。據(jù)合理估計(jì)，照明方案，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，這種襯底可節(jié)省80%的成本。

　　但是，硅襯底的問題在于與GaN之間在機(jī)械和熱力方面嚴(yán)重不匹配，這會導(dǎo)致構(gòu)成LED元件的晶圓出現(xiàn)嚴(yán)重翹曲和晶體材料質(zhì)量變差。現(xiàn)在，劍橋大學(xué)衍生公司CamGan（2012年被Plessey收購）的硅基GaN技術(shù)已解決了此類不匹配問題，且已成功應(yīng)用于其位于英國普利茅斯的晶圓加工廠。由此，業(yè)界首款低成本、入門級別的商用硅基GaNLED現(xiàn)正處于上市階段。初級產(chǎn)品主要面向指示燈和重點(diǎn)照明市場，其光效為30-40lm/W，今年三、四季度將會推出70lm/W的產(chǎn)品，恒光，恒光，供應(yīng)給更多通用照明市場。　　

圖1：垂直LED生產(chǎn)流程圖。

　　GaNonSiGrowth：硅基氮化鎵生長

　　Mirrorlayeradded：增設(shè)的鏡像圖層

　　Wafer：使用晶圓

　　Flipbondedwafer：倒裝鍵合晶片

　　Substrateremoval：襯底去除

　　Metallisationandsurfacetexturing：噴涂金屬層和表面紋理

采用硅襯底生產(chǎn)LED需要一些工藝步驟來克服架構(gòu)中固有的硅材料吸收光問題并制造出高效的元件。在晶圓加工工藝中（如圖1所示），照明方案，恒光電器,照亮您的生活，在GaN架構(gòu)（基于6"的硅晶圓，通過MOCVD生長）上設(shè)計(jì)一個(gè)垂直LED元件。緊接著沉積并粘附上一個(gè)高反射性觸點(diǎn)（反射率通常為95%），然后制作一些金屬層，以將晶圓粘貼至替換襯底上。

　　接著是焊線，在鑄造焊接層時(shí)，采用導(dǎo)電和導(dǎo)熱易熔金錫層（重熔點(diǎn)溫度約為280℃）與其他金屬層一起，以作為焊接金屬和元件或替代品之間的載體。焊線完成后，恒光，去除親本晶圓，將用于GaN層外延生長的晶種層露出來。翻轉(zhuǎn)晶圓進(jìn)行下一步的LED元件圖案化處理。在晶圓上將金屬涂層圖案化，并置于阻擋層之上，使發(fā)光區(qū)覆蓋量最小化。大部分電流會由頂部金屬（通常為2m）傳送。最后，進(jìn)行光萃取圖案化，恒光電器，蝕刻到GaN層（曝露在焊線后面）內(nèi)，去除親本晶圓。最后一步對于遠(yuǎn)程熒光粉應(yīng)用特別關(guān)鍵，因?yàn)樗�可�?shí)現(xiàn)藍(lán)光LED的發(fā)光圖案控制。

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