卓越研究成果：矽芯片氮化鎵（GaN）LED首度邁入試作階段  歐司朗光電半導(dǎo)體進(jìn)一步擴(kuò)大在高品質(zhì)及薄膜LED的領(lǐng)先地位

歐司朗光電半導(dǎo)體的研究人員已成功研制出高性能的藍(lán)白光 LED 原型，其在直徑 150 毫米的矽晶圓上形成氮化鎵發(fā)光層。這矽晶圓以矽基板取代目前普遍使用的藍(lán)寶石(sapphire)基板，品質(zhì)上并不會(huì)有所折損。這款新的 LED 芯片日前已于試作階段，隨即將進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，這意味著歐司朗光電半導(dǎo)體首度發(fā)表的矽芯片 LED 可望在兩年內(nèi)上市。

歐司朗光電半導(dǎo)體德國(guó)總部的專案經(jīng)理 Peter Stauss 博士表示：“我們投入多年的研究終于有所回報(bào)。我們成功優(yōu)化了矽基板上的氮化鎵層，其效率和亮度均已達(dá)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平。已完成的壓力測(cè)試則證實(shí)了 LED 的高品質(zhì)和耐用性，而這兩項(xiàng)也是我們固有的特點(diǎn)?！边^去 30 年來，公司在人工晶體形成（磊晶）的制程上已取得了全面的專業(yè)知識(shí)，奠定了發(fā)展新制造技術(shù)的里程碑。德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部將這些活動(dòng)歸類為“氮化鎵上矽”（GaNonSi）專案網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資助。

矽晶圓的優(yōu)勢(shì)
從許多面向而言，這可謂是個(gè)開拓性的發(fā)展。矽在半導(dǎo)體工業(yè)中已被廣泛使用，且可運(yùn)用于大直徑晶圓片上，再加上其優(yōu)異的熱管理性能，矽可以是未來照明市場(chǎng)的低成本潛力選項(xiàng)。此外公司制造的 LED 矽芯片的品質(zhì)和性能數(shù)據(jù)與藍(lán)寶石芯片相媲美：標(biāo)準(zhǔn) Golden Dragon Plus LED 封裝的藍(lán)光 UX:3 芯片，以 3.15 伏特的電源締造了634 mW 的亮度，約等于 58% 的效能。這些都是 1平方毫米大小的芯片在 350 mA 下所產(chǎn)生的優(yōu)異數(shù)值。如果再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)封裝中的傳統(tǒng)螢光粉轉(zhuǎn)換，這些白光 LED 原型在 350 mA 的操作電流下，亮度可達(dá) 140 lm，色溫為 4500K 時(shí)發(fā)光效率可實(shí)現(xiàn) 127 lm/W。

Stauss 博士強(qiáng)調(diào)：“LED 要能廣泛應(yīng)用在照明上，其前提是元件的價(jià)格必須有所調(diào)降，但同時(shí)品質(zhì)和性能須保持不變。有鑑于此，我們正從芯片技術(shù)、生產(chǎn)制程和封裝技術(shù)的整個(gè)技術(shù)鏈中開發(fā)新的方法。從數(shù)學(xué)理論而言，現(xiàn)在已可以從 150 毫米晶圓（6吋）制造出 17,000 顆約 1平方毫米大小的 LED 芯片。矽晶圓尺寸越大，生產(chǎn)力越高，研究人員已首度研制出 200 毫米基板（約 8吋）的規(guī)格。

德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部將這些活動(dòng)歸類為“氮化鎵上矽”（GaNonSi）專案網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資助。

此流程圖顯示在矽晶圓上采用 UX:3 技術(shù)制造芯片流程。（圖解：OSRAM）

目前依據(jù) InGan 科技制作的歐司朗高性能 LED 芯片系以 6吋晶圓制造。（圖解：OSRAM）