新技术可取代蓝宝石衬底 大幅降低LED生产成本

据物理学家组织网近日报道，一种新的制造技术有望大幅降低发光二极管(LED)的生产成本，进一步推动其普及进程。

这项由西门子旗下子公司欧司朗光电半导体公司的研究人员所进行的研究，成功在硅衬底上生产出了氮化镓LED芯片，取代了目前普遍使用的较为昂贵的蓝宝石衬底。

硅是一种标准半导体材料，作为LED衬底具有尺寸大、成本低、易加工、导电好等优异性能。但技术难点在于硅与氮化镓的热膨胀系数不同，在制造过程中极易产生应力，从而导致薄膜厚度不均或破裂，因此一直未能在LED业界获得广泛应用。通过一项特殊工艺，新技术不但避免了此前出现的开裂现象，还使新型LED的稳定性和亮度都与传统的蓝宝石基底LED相当，非常适用于高功率固态照明。

LED是一种高效节能的照明方案，被认为最有望取代传统光源。然而到目前为止，LED的生产成本一直高于其他更成熟的照明产品，因此在日常生活中还没有得到广泛使用。通过使用新技术，LED的生产将有望用上面积更大的硅片，这将是LED生产效率的一项重大提升。

借助该技术，欧司朗已经成功生产出一个直径为150毫米(6英寸)的高性能LED晶圆。研究人员已经开始着手调整生产工艺以制造200毫米(8英寸)晶圆。这将进一步增加每个基板上芯片的数量，降低生产成本。据了解，目前LED产业大多以50毫米(2英寸)或100毫米(4英寸)的蓝宝石基板为基础，如能采用硅基氮化镓技术，至少可节省75%的原料成本。

目前这种以薄膜为基础的新型LED还处于样品试制阶段，之后将在现实使用环境中对其进行可靠性测试。初步实验显示，该技术制成的蓝色和白色硅基LED能达到与目前市场上蓝宝石基底产品相似的效能。预计第一款使用该技术的商用LED产品将于两年后上市。