按照LED上游材料制備所用的襯底劃分,目前已實現產業化的有三種技術路線,即藍寶石襯底半導體照明、碳化硅襯底半導(dao)體照明和(he)硅(gui)襯底半導(dao)體照明。其(qi)中前(qian)兩(liang)條(tiao)技術路線的(de)核(he)心專利主(zhu)要(yao)掌握在日亞(ya)、豐田合成、科銳、歐司朗、飛利浦等日美歐幾大巨(ju)頭企(qi)業手(shou)中,而硅(gui)襯底上GaN基LED專利技術為我國(guo)擁有,是實現LED產(chan)業突破國(guo)際專利封鎖的(de)重要(yao)技術路線。
無論是藍綠光LED還是紅黃光LED,無論是鎵氮體系還是鋁鎵銦磷體系,無論是藍寶石、碳化硅、硅襯底還是砷化鎵襯底,超高亮度LED芯片制造技術,均發展到剝離襯底制備薄膜LED路線上來。究其原因:一是外延膜轉移到新基板后,有利于散熱,降低結溫,提高發光效率,延長器件壽命;二是通過制作P面反光鏡和N面粗化,顯著提高出光效率;三是有利于提高芯片工作電流密度。與其它襯底相比,硅襯底半導體照明外延材料,非常適合走剝離襯底薄膜轉移技術路線,而且硅材料比碳化硅和藍寶石要便宜很多,也容易得到大尺寸的襯底,這將顯著降低外延材料的生長成本。
當然GaN與Si 襯底之間存在熱失配、晶格失配等問題,很容易出現龜裂現象,要在硅襯底上生長高質量的氮化鎵基LED確實是一個嚴峻的挑戰。在這方面處于世界前列的晶能光電認為,硅襯底LED照明暫未發現物理上的瓶頸,裂紋問題可以通過圖形和平面襯底等方式解決,位錯密度可以達到3-10×108cm2,且高電流密度下性能穩定。
GaN/Si LED已走向市場(chang),前景(jing)看好。但(dan)是目(mu)前bonding用金價格偏高,有待(dai)尋找替(ti)代方案。其(qi)實(shi),SSL還有大(da)量科(ke)學技(ji)術問題沒(mei)有解決,所以無論是設備還是外延(yan)芯(xin)片,都是機遇與挑戰并(bing)存。而且SSL技(ji)術進步過快(kuai),這也(ye)給(gei)投(tou)資者帶來了(le)難題,投(tou)資需要慎之又慎。