歐司朗新技術可取代藍寶石襯底 大幅降低LED生產成本

據物理學家組織網近日報導,一種新的製造技術有望大幅降低發光二極體(LED)的生產成本,進一步推動其普及進程。

這項由西門子旗下子公司歐司朗光電半導體公司的研究人員所進行的研究,成功在矽襯底上生產出了氮化鎵LED晶片,取代了目前普遍使用的較為昂貴的藍寶石襯底。

矽是一種標準半導體材料,作為LED襯底具有尺寸大、成本低、易加工、導電好等優異性能。但技術難點在於矽與氮化鎵的熱膨脹係數不同,在製造過程中極易產生應力,從而導致薄膜厚度不均或破裂,因此一直未能在LED業界獲得廣泛應用。通過一項特殊工藝,新技術不但避免了此前出現的開裂現象,還使新型LED的穩定性和亮度都與傳統的藍寶石基底LED相當,非常適用于高功率固態照明。

LED是一種高效節能的照明方案,被認為最有望取代傳統光源。然而到目前為止,LED的生產成本一直高於其他更成熟的照明產品,因此在日常生活中還沒有得到廣泛使用。通過使用新技術,LED的生產將有望用上面積更大的矽片,這將是LED生產效率的一項重大提升。

借助該技術,歐司朗已經成功生產出一個直徑為150毫米(6英寸)的高性能LED晶圓。研究人員已經開始著手調整生產工藝以製造200毫米(8英寸)晶圓。這將進一步增加每個基板上晶片的數量,降低生產成本。據瞭解,目前LED產業大多以50毫米(2英寸)或100毫米(4英寸)的藍寶石基板為基礎,如能採用矽基氮化鎵技術,至少可節省75%的原料成本。

目前這種以薄膜為基礎的新型LED還處於樣品試製階段,之後將在現實使用環境中對其進行可靠性測試。初步實驗顯示,該技術製成的藍色和白色矽基LED能達到與目前市場上藍寶石基底產品相似的效能。預計第一款使用該技術的商用LED產品將於兩年後上市。

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