新技術(shù)可取代藍(lán)寶石襯底 大幅降低LED生產(chǎn)成本

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，一種新的制造技術(shù)有望大幅降低發(fā)光二極管(LED)的生產(chǎn)成本，進(jìn)一步推動(dòng)其普及進(jìn)程。

這項(xiàng)由西門子旗下子公司歐司朗光電半導(dǎo)體公司的研究人員所進(jìn)行的研究，成功在硅襯底上生產(chǎn)出了氮化鎵LED芯片，取代了目前普遍使用的較為昂貴的藍(lán)寶石襯底。

硅是一種標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體材料，作為LED襯底具有尺寸大、成本低、易加工、導(dǎo)電好等優(yōu)異性能。但技術(shù)難點(diǎn)在于硅與氮化鎵的熱膨脹系數(shù)不同，在制造過(guò)程中極易產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致薄膜厚度不均或破裂，因此一直未能在LED業(yè)界獲得廣泛應(yīng)用。通過(guò)一項(xiàng)特殊工藝，新技術(shù)不但避免了此前出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象，還使新型LED的穩(wěn)定性和亮度都與傳統(tǒng)的藍(lán)寶石基底LED相當(dāng)，非常適用于高功率固態(tài)照明。

LED是一種高效節(jié)能的照明方案，被認(rèn)為最有望取代傳統(tǒng)光源。然而到目前為止，LED的生產(chǎn)成本一直高于其他更成熟的照明產(chǎn)品，因此在日常生活中還沒有得到廣泛使用。通過(guò)使用新技術(shù)，LED的生產(chǎn)將有望用上面積更大的硅片，這將是LED生產(chǎn)效率的一項(xiàng)重大提升。

借助該技術(shù)，歐司朗已經(jīng)成功生產(chǎn)出一個(gè)直徑為150毫米(6英寸)的高性能LED晶圓。研究人員已經(jīng)開始著手調(diào)整生產(chǎn)工藝以制造200毫米(8英寸)晶圓。這將進(jìn)一步增加每個(gè)基板上芯片的數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。據(jù)了解，目前LED產(chǎn)業(yè)大多以50毫米(2英寸)或100毫米(4英寸)的藍(lán)寶石基板為基礎(chǔ)，如能采用硅基氮化鎵技術(shù)，至少可節(jié)省75%的原料成本。

目前這種以薄膜為基礎(chǔ)的新型LED還處于樣品試制階段，之后將在現(xiàn)實(shí)使用環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行可靠性測(cè)試。初步實(shí)驗(yàn)顯示，該技術(shù)制成的藍(lán)色和白色硅基LED能達(dá)到與目前市場(chǎng)上藍(lán)寶石基底產(chǎn)品相似的效能。預(yù)計(jì)第一款使用該技術(shù)的商用LED產(chǎn)品將于兩年后上市。