硅氮化镓LED发光效率取得突破
摘要: 普瑞(Bridgelux)公司在三月份的公告中称,它已成功的使用八英寸硅片,使元件达到135 流明每瓦,在实验室中采用八英寸硅氮化镓的LED的发光效率已接近生长在蓝宝石或碳化硅晶圆上的LED。
普瑞宣布,在实验室中组装在矽基板氮化镓(GaN-on-Si)上的LED能提供高效率高功率的白光LED,可实现160流明/瓦(冷白),125流明/瓦(暖白)的发光效率。这一性能实现说明使用8英寸晶片已接近那些性能最好的生长在蓝宝石或碳化硅晶圆上的LED。普瑞相信,矽基板氮化镓LED能从根本上降低固态照明(SSL)灯具和照明设备的成本。
在MOCVD反应器中的8英寸晶片
普瑞表示,此款LED冷白光的相关色温为4350K,暖白光的相关色温为2940K,暖白光的显色指数为80。其1.5毫米的蓝光LED在350mA时能提供高达59%的插接效率,这超出了所有其他供应商的公布值。该公司还声称,其sigma的波形均匀为6.8nm,中间光波长为455nm。
公司预计将在未来两年内生产出第一批商用矽基板氮化镓LED产品。目前最大的问题是降低产品的制造成本。
硅芯片的成本优势
硅晶片LED的制造成本在两个领域有一定优势,首先,半导体行业已证明有能力制造成本低的大型硅片。目前不仅硅元素的成本不断下降,而且也正在向更大的晶圆尺寸过渡。普瑞主管芯片技术的副总裁 Long Yang说:“不就人们就会发现,三个8英寸的硅片即相当于42个2英寸的蓝宝石晶圆。”其次,在LED生产过程的后期,完全自动化的硅晶圆厂更能节省人力,传统的LED晶圆厂需要大量人力。
8英寸矽基板氮化镓LED
硅片的挑战
硅晶片LED技术的一大难题是硅片和GaN层之间的热失配,这种不匹配可能会在外延生长过程或在稍后的室温下导致GaN层或弓形晶片的破裂。普瑞说,它已经利用自己的一项专利缓冲层技术解决了这个问题,可提供无裂纹“基本平直”的8英寸晶圆。
Long Yang说:“目前,还要面对的挑战是如何使8英寸的硅晶片能够实现兼容,以及在MOCVD反应器中穿过晶片时实现更好的均匀性,然后,就可以进行试验性的小批量生产。”
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