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硅襯底LED
閱讀�9062�(shí)間:2010-12-23 10:41:41

  硅襯�LED是近年來(lái)新開(kāi)�(fā)的一種在硅襯底上制造的GaN基LED,目前國(guó)際上商品化的GaN基LED均是在藍(lán)寶石襯底或SiC襯底上制造的。但�(lán)寶石由于硬度�、導(dǎo)電性和�(dǎo)熱性差等原因,�(duì)后期器件加工和應(yīng)用帶�(lái)很多不便,SiC同樣存在硬度高且成本昂貴的不足之處,而價(jià)格相�(duì)便宜的Si襯底由于有著�(yōu)良的�(dǎo)熱導(dǎo)電性能和成熟的器件加工工藝等優(yōu)�(shì),因此Si襯底GaN基LED制造技�(shù)受到�(yè)界的普遍�(guān)注�

基本技�(shù)路線

  在Si襯底上生�(zhǎng)GaN,制作LED�(lán)光芯��

  工藝流程:在Si襯底上生�(zhǎng)AlN緩沖層→生長(zhǎng)n型GaN→生�(zhǎng)InGaN/GaN多量子阱�(fā)光層→生�(zhǎng)p型AIGaN層→生長(zhǎng)p型GaN層→鍵合帶Ag反光層并形成p型歐姆接觸電極→剝離襯底并去除緩沖層→制作n型摻si層的歐姆接觸電極→合金→鈍化→劃片→�(cè)試→包裝�

芯片制造工�

  采用Thomas Swan CCS低壓MOCVD系統(tǒng)�50 mm si(111)襯底上生�(zhǎng)GaN基MQW�(jié)�(gòu)。使用三甲基�(TMGa)為Ga源、三甲基�(TMAI)為Al�、三甲基�(TMIn)為In源、氨�(NH3)為N�、硅�(SiH4)和二茂鎂(CP2Mg)分別用作n型和p型摻雜劑。首先在Si(111)襯底上外延生�(zhǎng)AlN緩沖�,然后依次生�(zhǎng)n型GaN�、InGaN/GaN多量子阱�(fā)光層、p型AlGaN層、p型GaN�,接著在p面制作Ag反射鏡并形成p型歐姆接�,然后通過(guò)熱壓焊方法把外延層轉(zhuǎn)移到�(dǎo)電基板上,再用Si腐蝕液把Si襯底腐蝕去除并暴露n型GaN層,使用堿腐蝕液�(duì)n型面粗化后再形成n型歐姆接�,這樣就完成了垂直�(jié)�(gòu)LED芯片的制作。結(jié)�(gòu)圖見(jiàn)�1�

硅襯底LED的芯片結(jié)構(gòu)

  從結(jié)�(gòu)圖中看出,Si襯底芯片為倒裝薄膜�(jié)�(gòu),從下至上依次為背面Au電極、Si基板、粘接金�、金屬反射鏡(p歐姆電極)、GaN外延�、粗化表面和Au電極。這種�(jié)�(gòu)芯片電流垂直分布,襯底熱�(dǎo)率高,可靠性高;發(fā)光層背面為金屬反射鏡,表面有粗化�(jié)�(gòu),取光效率高�

GaN的特�(diǎn)

  �(lán)寶石襯底GaN基LED的成功商�(yè)化為硅襯底GaN基的�(fā)展奠定了基礎(chǔ)。然而還有不少問(wèn)題值得研究,如足夠厚�(wú)裂紋薄膜生長(zhǎng)、晶體質(zhì)量的提高�。在Si襯底上制造GaN基具有廣闊的�(yīng)用前�。相信通過(guò)�(jìn)一步優(yōu)化工�,高亮度、大功率、低成本的Si襯底GaN基投人市�(chǎng)只是�(shí)間的�(wèn)題�

我國(guó)原創(chuàng)面臨的挑�(zhàn)

  最�,以�(guó)際金融公�(IFC)為首的投資機(jī)�(gòu)�(duì)晶能光電增資5550�(wàn)美元,這一事件在LED�(yè)界還是頗引人注目�。IFC是國(guó)際知名的融資公司,而晶能光電因?yàn)槠鋼碛兄�?guó)原創(chuàng)的硅襯底LED技�(shù),在�(yè)界擁有特殊地��

  �(jù)了解,此次融資的目的是擴(kuò)�(chǎn),但是投資方并沒(méi)有明確表示重�(diǎn)�(kuò)�(chǎn)那部分業(yè)�(wù)。因?yàn)榫苣壳霸谕七M(jìn)硅襯底LED大功率照明技�(shù)的同�(shí),也在關(guān)注大尺寸背光源市�(chǎng),而據(jù)了解,晶能目前在大尺寸背光市�(chǎng)所用的技�(shù)主要是藍(lán)寶石襯底LED技�(shù)�

  電視背光源市�(chǎng)有其特殊性,LED作為背光�,就其芯片來(lái)講,屬于中等尺寸。目前大陸地區(qū)還沒(méi)有一家LED芯片企業(yè)順利�(jìn)入大尺寸背光市場(chǎng)。在今年9月全�(guó)LED行業(yè)�(xué)�(shù)�(huì)議上,南昌大�(xué)教授江風(fēng)益曾�(jīng)指出,硅襯底LED的優(yōu)�(shì)是“一大一小”。大是指大功率照明芯�,小是指�(yīng)用于顯示顯像�(lǐng)域的小尺寸芯�,而目前看中等尺寸芯片在背光源市場(chǎng)�(yīng)用還未見(jiàn)明顯�(yōu)�(shì)。作為企�(yè),晶能想利用�(lán)寶石LED技�(shù)�(jìn)入電視背光市�(chǎng)是可以理解的,但晶能的優(yōu)�(shì)是硅襯底LED的先�(fā)�(yōu)�(shì),如果公司一旦放慢硅襯底LED的研�(fā)和產(chǎn)�(yè)化速度,無(wú)論對(duì)晶能公司本身還是�(guó)�(我國(guó)LED�(chǎn)�(yè)�(fā)�),都將可能失去市�(chǎng)先機(jī)�

  從投資的角度�,這次融資�(duì)硅襯底LED技�(shù)的發(fā)展和�(chǎn)�(yè)化具有一定的推動(dòng)作用,但有利有弊。對(duì)于高新技�(shù)的融�,是好事不是壞事。但海外資金注資中國(guó)原創(chuàng)技�(shù),是福是禍還需要時(shí)間的檢驗(yàn)。機(jī)�(gòu)融資資金是一把雙刃劍,具有一定的壟斷�,其�(shí)并不利于這一中國(guó)原創(chuàng)的技�(shù)在中�(guó)的輻射和推廣。不可否�(rèn),風(fēng)�(xiǎn)投資資金在促�(jìn)技�(shù)�(fā)展和�(chǎn)�(yè)化的同時(shí),也�(duì)這一技�(shù)在中�(guó)的輻射和推廣�(chǎn)生制約。當(dāng)初引�(jìn)海外�(fēng)�(xiǎn)投資,隨后產(chǎn)生一系列�(wèn)題,這是�(dāng)初的決策者沒(méi)有想到的�

  從管理看,一�(gè)公司在不同的成長(zhǎng)階段要用不同的管理理�。不能否�(rèn),晶能目前還是一�(gè)小公�,用大公司的管理架構(gòu),致使其效率低下,包括管理效率、研�(fā)效率、生�(chǎn)效率�。目前晶能的�(yùn)作模式并不利于硅襯底LED技�(shù)的發(fā)展。同�(shí),國(guó)家對(duì)這一原創(chuàng)技�(shù)的支持力度和�(guān)注度也不夠。目前三星等�(guó)際大公司以及LED行業(yè)幾大巨頭如飛利浦、歐司朗、CREE等都加大了對(duì)硅襯底LED技�(shù)的研�(fā)力度,如果此�(shí)我們不加以重視,我們將失去我們已�(jīng)具有的先�(fā)�(yōu)�(shì)。無(wú)論從企業(yè)的角度還是國(guó)家的角度,加快發(fā)展這一中國(guó)原創(chuàng)技�(shù)已經(jīng)迫在眉睫?,F(xiàn)在已�(jīng)到了從國(guó)家層面考慮如何做大做強(qiáng)這一原創(chuàng)技�(shù)的產(chǎn)�(yè)化問(wèn)題的�(shí)�,而不能僅僅局限于江西、南昌以及晶能光電一家公司。希望晶能光電能夠在中華大地上開(kāi)花并�(jié)出碩�,使中國(guó)原創(chuàng)技�(shù)走向世界,為人類照明事業(yè)作貢�(xiàn)�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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