5、衬底、外延新技术
以下介绍几种在LED衬底、外延核心技术研究中的新技术是具有开创性。
(1)外延偏移生长技术
美国加州大学采用掩膜及分层偏移技术生长低位错GaN,如图所示。
示意图中SiO2厚200nm,SiNX厚120nm。先低温530℃生长25nm成核层,之后在1040℃下外延GaN,进行偏移生长,阻档位错生长,可获位错密度为7×105个/cm2,可极大提高内量子效率,减少Droop效应。在外延上采用创新技术,取得突破性进展,将极大提高LED性能指标。
(2)3D硅基GaN技术
Aledia公司发布采用3D硅基GaNmicrowire技术,制造3D硅基LED芯片的成本仅为传统2D平面LED的五分之一。该技术基于升级了microwire生产工艺,采用大尺寸园晶和低成本材料的解决方案,该技术已在法国LETI-CEA公司开始使用。
(3)氧化镓β-Ga2O3衬底
氧化镓Ga2O3具有多种结构形式:α、β、γ、δ、ε等,其中β结构最为稳定,禁带宽度为4.8~4.9ev,现已做出高品质、低缺陷密度Ga2O3MOSFET,具有优异器件潜力。
日本田村制作及子公司光波公司采用β-Ga2O3衬底生长GaN蓝光加荧光粉,芯片尺寸2mm见方,加6A电流,其可获500lm光通量,计划目标达2000~3000lm。
(4)稀土氧化物REO复合衬底
据《半导体化合物》2013年7月报导:在Si基上生长REO复合衬底,并生长大面积GaN园片,并具有消除应力、减少翘度,可大面积生长,REO性能稳定,减少成本,并具有更高DBR反射效应。已生长氧化钆、氧化铒等复合衬底,取得很好成果。
(5)介质复合衬底
上海蓝光最近发布:通过缓冲层与介质衬底的组合技术,使各项参数达到或超过蓝宝石PSS衬底的水平,取得突破性的成果。
小结:上述介绍几种新技术研究成果,是具有开拓性的创新成果,一旦产业化,将是颠覆的技术突破,开辟了LED照明技术发展上另一条重要的技术路线。