科學(xué)家開發(fā)下一代“完全整合”LED元件

倫斯勒理工學(xué)院(RensselaerPolytechnicInstitute)的智能照明工程技術(shù)研究中心稍早前宣布，已經(jīng)成功地在相同的氮化鎵(GaN)上整合LED和功率電晶體。研究人員稱這項(xiàng)創(chuàng)新將敲開新一代LED技術(shù)的大門，因?yàn)樗闹圃斐杀靖?、更有效率，而且新的功能和?yīng)用也遠(yuǎn)超出照明范疇。

目前LED照明系統(tǒng)的核心是由氮化鎵制成的LED晶片，但許多外部元件如電感、電容、矽互連和線路等都有待安裝或整合到晶片中。而整合這些必要元件的大尺寸晶片則又會(huì)增加照明產(chǎn)品的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。此外，這些復(fù)雜的LED照明系統(tǒng)組裝過程也相當(dāng)緩慢，不僅需要大量手動(dòng)操作，而且價(jià)格昂貴。

倫斯勒理工學(xué)院的電子電腦暨系統(tǒng)工程系教授T.PaulChow帶領(lǐng)的一項(xiàng)研究正試圖透過開發(fā)一款具備完全采用氮化鎵制造之元件的晶片來解決這些挑戰(zhàn)。這種完全整合的獨(dú)立型晶片可簡(jiǎn)化LED的制造，可減少組裝和所需的自動(dòng)化步驟。此外，由于采用單一晶片，因此零件故障的比率也能降低，并提升能源效率和成本效益，以及照明設(shè)計(jì)的靈活性。

Chow和研究團(tuán)隊(duì)們直接在氮化鎵的高電子遷移率電晶體(HEMT)頂部生長(zhǎng)氮化鎵LED結(jié)構(gòu)。他們使用數(shù)種基本技術(shù)來互連兩個(gè)區(qū)域，創(chuàng)造出了他們稱之為首個(gè)在相同氮化鎵晶片上整合HEMT和LED的獨(dú)立元件。該元件在藍(lán)標(biāo)石基板上成長(zhǎng)，展現(xiàn)出的光輸出和光密度都能和標(biāo)準(zhǔn)氮化鎵LED元件相比。Chow表示，這項(xiàng)研究對(duì)于朝開發(fā)嶄新的發(fā)光整合電路(lightemittingintegratedcircuit，LEIC)光電元件而言相當(dāng)重要。