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解密硅上GaN LED

导读: 硅上GaN LED不必受应力的影响,一定量的应力阻碍了输出功率。英国一个研究小组通过原位工具监测温度和晶片曲率,制备出低位错密度的扁平型150mm外延片,并将这些芯片安装到器件中,使得内量子效率接近40%。

  硅上GaN LED不必受应力的影响,一定量的应力阻碍了输出功率。英国一个研究小组通过原位工具监测温度和晶片曲率,制备出低位错密度的扁平型150mm外延片,并将这些芯片安装到器件中,使得内量子效率接近40%。

  美国能源署认为,LED照明的广泛使用,将对成本更低、效率更高的商业器件提出了要求。这两项标准被记录到LED的路线图中,比如,到2015年LED灯的发光效率达到150lm/W,成本低于5美元/千流明。

  现今LED照明的成本比这个目标高了1倍以上,仅芯片成本这一项就占去了约一半的成本。但是,通过把生产工艺转向更大尺寸、更低成本的衬底,加工的成本得到控制,芯片的成本因此会降低一个数量级。

  我们的英国研究联盟是由RFMD英国公司领头,其余成员来自剑桥大学、Aixtron UK、QinetiQ和Forge Europa,利用2007年4月开启的英国政府基金,我们得到了450美元的资助,以求达成上述目标。我们的研究工作致力于在150mm的硅平台上开发出高质量的LED。现在,RFMD已经制备出内量子效率(IQE)近40%的器件。

  整项工作有具体的分配。剑桥大学负责前段,开发出制备高质量器件材料的生长工艺;QinetiQ为其提供生长及工艺支持,利用丰富的半导体专业技术来确保材料开发能有效地进行;之后交由LED制造商RFMD扩大生产;当器件制造商启动之后,市场工作就交给LED应用专家Forge Europa公司来打理。

  硅衬底在典型生长温度下可保持稳定性,成本低;它的直径可上升至300mm,且硅表面适合外延生长,结合以上特点,硅衬底被选作生长氮化物的平台。硅上氮化物外延片也能用到硅工业中标准的生产设备,使得芯片的生产更具成本效率,芯片能接受绑定,并转变为封装型LED。

用MOVCD设备在150mm硅片上开发出GaN LED

         一个由英国政府资助、领军企业和研究机构牵头的项目,用MOCVD设备在150mm的硅(111)衬底上开发出硅上GaN LED,包括RFMD英国团队、剑桥大学、Aixtron UK、QinetiQ和Forge Europa。

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