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LED照明的崛起二看日企如何将LED技术发挥到极致OFweek半导体照明网dd-【新闻】

发布时间:2021-04-05 19:01:37 阅读: 来源:垃圾桶厂家

LED照明的崛起(二):看日企如何将LED技术发挥到极致 - OFweek半导体照明网

OFweek半导体照明网讯 此外,也有想利用蓝宝石基板提高发光效率和支持大电流密度的研究开发(图8(b~d))。这些开发大多都是在基板上稍微施加一些特殊加工,目前还没形成主流技术,不过为解决存在的课题,正在加速开发。新基板将在与蓝宝石基板的竞争中,加速提高性能。 利用Si基板大幅削减成本 在新基板技术中,有望(2)大幅降低制造成本的,是在Si基板上生长GaN晶体的 GaN on Si 技术。该技术最近突然开始受到关注。 GaN on Si技术的最大特点是,制造装置可使用普通的半导体用装置。这样就有望大幅削减包括封装工序在内的制造成本。也在推进GaN on Si技术研发的名古屋大学的天野预测, 采用GaN on Si技术可将LED封装价格降至1/4 。 GaN on Si技术还有其他优点。比如通过采用半导体制造技术,可提高加工效率,能与其他电路集成等,有望催生新的附加值。 另外,GaN on Si并不是新技术。该技术虽然备受期待,但直到最近才开始推进实用化,这是因为一直未能解决技术课题(图9)。例如,由于GaN与Si的晶格常数之差和热膨胀系数之差较大,不容易在Si基板上生长高品质GaN晶体。因为热膨胀系数不同,存在晶体破损和硅晶圆曲翘的课题。制作的LED发光效率也比较低,很难追上性能领先的蓝宝石基板白色LED。另外还存在作为LED基板来说最致命的课题,即Si会吸收可见光。 图9:是GaNonSi(001)还是GaNonSi(111) GaN on Si基板技术的两个选项。Si(001)基板一般难以生长GaN晶体,而选择Si(111)基板的话,现有制造装置的加工效率会降低。东芝收购了采用Si(111)的美国风险公司的技术,率先实现了产品化。而名古屋大学天野研究室通过将某金属层用于缓冲层,实现了在Si(001)基板上的晶体生长。 东芝快速推进实用化 最近情况开始发生变化。因为美国普瑞光电公司开发出了能减轻GaN晶体与Si基板的不匹配问题的技术,东芝采用该技术快速推进了GaN on Si技术的实用化。 东芝与普瑞光电于2011年展开合作。2012年12月开始以月产1000万个的规模共同量产采用8英寸(200mm)硅晶圆的白色LED封装。利用石川县加贺东芝电子公司的IGBT等Si制功率半导体的部分生产线来生产GaN on Si。 2013年4月,东芝收购了普瑞光电的LED开发部门。2014年3月发布了第二款产品。还计划2015年4月之前推出第三款~第五款产品。东芝分立半导体业务部业务部长助理福冈和雄介绍说, 我们在LED芯片的开发方面起步较晚。出战市场需要武器,我们的武器就是GaN on Si 。 普瑞光电开发的减轻Si基板与GaN晶体间不匹配问题的缓冲层技术非常优秀注1)。福冈表示, 也考虑过自主开发,不过本着花钱买时间的原则,最终收购了普瑞光电 。 东芝还在快速提高LED的发光效率等性能。2012年12月推出的首款产品,发光效率在施加350mA电流时为112lm/W,而2014年3月提高到了135lm/W。另外,还计划使2014年10月推出的第四款产品达到170lm/W,使2015年4月推出的产品达到190lm/W。如果能实现,那么只用一年半就实现了以往的白色LED技术用5年多时间提高的性能。

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