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湖北深紫公布深紫外LED高性能芯片

UVLED风向标 · 2020-07-21
湖北深紫公布深紫外LED高性能芯片7月3日,在深圳举办的「2020行家Point·深紫外LED论坛及新产品发布会暨《UV LED产业发展白皮书》成果发布」上, 湖北深紫总裁特助梁仁瓅博士分享了高性能芯片的主题演讲。梁仁瓅博士表示目前深紫外LED在外延、芯片、封装上均有挑战,而在外延相比来说是最难的,其难点主要生长工艺和生长器件。因此如何制备高外延质量材料、高光提取效率结构、高可靠性的紫外LED器件成为限制行业发展的瓶颈。

湖北深紫公布深紫外LED高性能芯片

7月3日,在深圳举办的「2020行家Point·深紫外LED论坛及新产品发布会暨《UV LED产业发展白皮书》成果发布」上, 湖北深紫总裁特助梁仁瓅博士分享了高性能芯片的主题演讲。梁仁瓅博士表示目前深紫外LED在外延、芯片、封装上均有挑战,而在外延相比来说是最难的,其难点主要生长工艺和生长器件。因此如何制备高外延质量材料、高光提取效率结构、高可靠性的紫外LED器件成为限制行业发展的瓶颈。

那么,在外延芯片工艺上,湖北深紫有哪些自有技术亮点?

1、高质量氮化铝衬底制备工艺

针对深紫外延生长,采用的是图形化蓝宝石衬底工艺,此工艺采用平面蓝宝石衬底自行设计制备的,制备流程首先采用PECVD沉积200 nm SiO2掩膜,接着依次进行光刻,ICP刻蚀和湿法刻蚀。

基于以上衬底,采用低温AlN成核、脉冲原子层沉积和高温AlN连续生长三步法进行AlN材料的MOCVD外延生长。获得的AlN薄膜表面光滑无裂纹,为高性能器件打下了很好的基础。

来源:2020行家POINT深紫外论坛和新品发布会-湖北深紫演讲PPT

2、具有电子减速器的深紫外LED材料生长工艺

基于AlGaN材料的电子迁移能力大于空穴迁移能力,会造成电子溢流。为了均衡电子和空穴的迁移能力,湖北深紫在AlGaN扩展层之前添加了一层超晶格电子减速器结构,目的是抑制电子溢流。

据透露,湖北深紫共设计了三种结构,一种是均匀Al组分的结构,一种是Al组分降低的结构,一种是Al组分升高的结构,研究三种结构对于器件性能的影响。

研究结果表明:四个样品晶体质量相同,排除晶体质量对于器件性能的影响量子阱及超晶格电子减速器结构界面陡峭。

3、高效取光深紫外LED器件设计及工艺—隐形切割工艺

湖北深紫所用的衬底工艺是在等效粗化区域内,采用多激光隐形切割技术形成充分粗化的衬底侧壁,缓解TM模紫外光在蓝宝石侧壁的全反射,从而提高光提取效率。据透露,在此切割工艺下,100mA下,粗化四刀相比于一刀,光功率提高19.62%。

来源:2020年行家POINT深紫外论坛和新品发布会-湖北深紫演讲PPT

此外,微透镜阵列设计及工艺上,采用蛾眼纳米薄膜覆盖,可将深紫外LED提高26.7%的光输出功率。

除了分享技术亮点外,湖北深紫还发布了一款深紫外LED芯片。

梁仁瓅博士在大会上展示了湖北深紫的1220mil 深紫外LED芯片,由上述这几种技术综合起来而实现的主流规格芯片。该芯片可以实现3.7-6.2mW@40mA,9-15mW@100mA的272nm峰值波长深紫外输出,WPE达2.41%。

来源:2020年行家POINT深紫外论坛和新品发布会-湖北深紫演讲PPT

梁仁瓅博士在演讲中透露,接下来,湖北深紫将继续往更短波长和大功率(高光效)方向发力,提供更具性价比的深紫外LED芯片。

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