AZZURRO副總裁Erwin Ysewijn:推廣大尺寸GaN-on-Si晶圓 訴求生產(chǎn)時(shí)間與成本雙贏
來自德國的AZZURRO成立于2003年,主要是提供新型態(tài)晶圓給功率半導(dǎo)體與LED廠商使用。AZZURRO擁有獨(dú)家專利氮化鎵上矽(GaN-on-Si)的技術(shù),他們的方式是先在矽基板上長出以GaN材料為基礎(chǔ)的緩沖層(buffer layer),然后可再依LED或功率半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)的不同應(yīng)用,于此晶圓上生成GaN薄膜。該公司指出,現(xiàn)階段已可以在6吋(150mm)的矽基板生成GaN on Si晶圓,甚至往8吋(200 mm)挑戰(zhàn),LEDinside預(yù)期這種新的制程,可有效解決現(xiàn)有LED生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)移到矽基板LED制程的困難。LEDinside 有幸專訪到AZZURRO 行銷業(yè)務(wù)副總裁 Erwin Ysewijn先生,分享AZZURRO的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。
Mr. Erwin Ysewijn, VP Sales& Market of AZZURRO
GaN-on-Si技術(shù)難點(diǎn)與成本節(jié)省效益
GaN-on-Si可說是LED產(chǎn)業(yè)近來熱門的話題,成熟度一直在提高,是未來發(fā)展的技術(shù)之一。不過,LEDinside分析,由于目前技術(shù)上的困難度聚焦在材料的熱膨脹系數(shù)與晶格錯(cuò)位,因?yàn)槲搴虶aN的熱膨脹系數(shù)不同,在制程中會(huì)因?yàn)閮煞N材質(zhì)間的晶格錯(cuò)位而產(chǎn)生應(yīng)力,進(jìn)而形成曲度(bow)、裂痕(crack)與薄膜厚度不均的問題。這些問題要克服有一定的難度,不是一般的LED廠商獨(dú)立可以完成,過去一直未能在LED業(yè)界整個(gè)廣泛應(yīng)用,但如果能夠克服上述問題并且順利的在矽基板上生成Gan層的LED晶圓(外延片),可以受惠于矽基板的傳導(dǎo)性佳優(yōu)點(diǎn),屆時(shí)打造出來的LED,其產(chǎn)生的熱能少,有助于簡化LED應(yīng)用產(chǎn)品上的散熱設(shè)計(jì)。LEDinside認(rèn)為,此舉更能提高LED晶圓的波長一致性與厚度均勻性,使得波長更集中,大幅降低磊晶廠的后段檢測成本,并可大幅提升良率。根據(jù)AZZURRO的說法,如果以6吋的Gan-on Si基板與藍(lán)寶石基板所生成的LED做比較,近期成熟技術(shù)來估算,前者的成本可以減少最高達(dá)75%,節(jié)省成本的效益明顯。
從AZZURRO公布的GaN on Si晶圓數(shù)據(jù)來看,在150mm(6吋)的晶圓片時(shí),其曲度標(biāo)準(zhǔn)差降低到僅為0.764%,相較于4吋藍(lán)寶石基板的近乎于1.0%,表現(xiàn)更顯優(yōu)異,而且還有機(jī)會(huì)再精進(jìn)。相較于藍(lán)寶石基板來說,使用矽基板,除了成本上的優(yōu)勢(shì)外,LED廠商能利用現(xiàn)有的矽晶圓制程技術(shù),在切割等后段制程技術(shù)都能因應(yīng)支援。
此外,生產(chǎn)復(fù)晶結(jié)構(gòu)LED (flip chip LED)時(shí),矽晶材質(zhì)比藍(lán)寶石更易移除,生產(chǎn)周期不僅可顯著縮短,還能獲得更佳的良率。LED廠商為了節(jié)省成本與生產(chǎn)時(shí)間 ,轉(zhuǎn)為考慮使用大尺寸基板下,矽基板就占有相當(dāng)好的優(yōu)勢(shì)。
GaN-on-Si市場發(fā)展
AZZURRO看好臺(tái)灣擁有完整的LED產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈,予以特別重視,不僅于臺(tái)灣成立技術(shù)與客戶服務(wù)團(tuán)隊(duì),協(xié)助客戶制程轉(zhuǎn)換。AZZURRO表示,在客戶采用GaN on Si 制程時(shí), AZZURRO將支援客戶完成磊晶生長階段,并預(yù)估客戶僅需再8到16周進(jìn)行后段的芯片制程階段。
編輯觀點(diǎn)
觀察2012年GaN-on-Si市場發(fā)展,目前受限于大尺寸藍(lán)寶石基板生產(chǎn)與技術(shù)難以發(fā)展,6吋以上藍(lán)寶石基板價(jià)格也高,大多數(shù)LED廠商仍使用2吋與4吋的基板。然而,目前全球各國一線LED磊晶廠商皆在進(jìn)行GaN on Si晶圓實(shí)驗(yàn)階段。除此之外,歐美廠商也于2012年加快6吋GaN on Si晶圓產(chǎn)線建立,量產(chǎn)階段完成后,性價(jià)比與發(fā)光效率更能達(dá)到雙贏。
LEDinside認(rèn)為,透過這種新技術(shù)的快速引進(jìn),對(duì)于LED產(chǎn)業(yè)而言,是降低成本與提高產(chǎn)能的新方法。同時(shí),既有生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)會(huì)加值轉(zhuǎn)換到新制程。長期來看,整體產(chǎn)出、單位成本都會(huì)繼續(xù)往下走,而市場的應(yīng)用需求能否與何時(shí)可大幅增加,相信是未來最重要的議題。