技術關注：垂直結構LED已準備好進軍市場

　　在經歷近十年的發(fā)展后，Glo的納米線LED定于明年年初進軍市場。盡管Glo生產的納米線LED已進入市場很長一段時間，但明年年初將可買到高亮度的納米線LED。在經歷近十年的研究后開發(fā)后，位于瑞典的隆德大學子機構Glo于2005年成立，而Glo的3DLED似乎已準備好挑戰(zhàn)現(xiàn)有的平面LED。

　　“客戶手頭已經有我們的產品，而我們期望在接下來幾個季度正式啟動”，美國Glo的首席技術官NathanGardner說道。“我們期望可提供比平面設備更好的綠色LED以及性能更高的藍色LED。接下來將是紅色的納米設備。因此，我們將完全依賴氮化半導體系統(tǒng)建立RGB方案。”

　　但是為什么會關注到納米線呢?相較傳統(tǒng)的平面LED的異質結構，這些垂直的3D結構具有若干優(yōu)勝之處。首先，在基片上安裝垂直的納米線可避免晶片壓力的累積(這種情通常在放置平面層時出現(xiàn))。各種材料的膨脹系數(shù)之間的差異會導致裝配時晶格的不匹配，而有缺陷的晶片會降低設備的產能及性能。

　　更重要的是，由于有較大的面積體積比率，垂直結構可增加光線的輸出效率，并可與低成本大面積的硅襯底兼容。

　　正如Gardner所解釋，Glo的LED產品包括透過MOCVD在GaN(氮化鎵)/寶藍石模板上安裝的選擇區(qū)域增長膜上垂直排列的GaN納米線列。透過光刻及干蝕方法印在膜上的小孔可帶動納米線的生長。

　　二極管的實際結構包括M面sidewalls的N型GaN納米電纜基InGaN活動區(qū)域。該活動區(qū)域下依次為p類AlGaN層、p類GaN層及重參雜p型GaN接觸層。

　　“TEM分析顯示n型GaN模板存在的錯位現(xiàn)象很少會傳導到納米線上”，他說道。“[因此]該活動區(qū)域是安置在無缺陷的m面模板上。”

　　Glo尚未公開發(fā)布技術規(guī)范—根據(jù)保密協(xié)議，該資料只能提供給持有樣品設備的客戶—但Gardner聲稱綠色及藍色器件的整體性能與目前的商業(yè)平面器件一樣。

　　“我們的綠色設備的量子效率峰值在市場上可買到的綠色設備效益峰值的10%以內，而我們的藍色LED的內量子效率與最先進的平面商業(yè)藍色[器件]相當”，他說道。“而來自該些器件的可靠性數(shù)據(jù)顯示它們符合客戶的正常需求”。

　　截至目前，Glo一直專注于在寶石藍襯底上裝配LED。盡管Gardner聲稱納米線LED生產可與大面積的硅襯底兼容，但在可預見的未來時間里，該公司的精力將繼續(xù)放在藍寶石上。

　　“總體來說，與平面結構相比，納米線設備的結構十分適合裝配在大面積的硅襯底上，我們不主張加入緩沖層，因為這樣會使事情復雜化，也要增加相應的成本”，他解釋道。“但是直到研發(fā)出直徑為8英寸的硅襯底，生產平面LED的公司才意識到硅其實更具成本優(yōu)勢。因此，一旦設備容積增大及有這方面的需求，我們將會考慮用硅。”

　　質量或成本?

　　在今年三月份，位于美國的納米線LED生產商及Glo的勁敵Aledia使在8英寸的硅晶片上裝配硅基LED原型微絲GaN產品亮相?？蛻魳悠奉A期在2014年年初上市。

　　當時，行政總裁GiorgioAnania向《化合物半導體》透露，這種LED的生長速度比平面GaNLED的生長速度快三倍以上，成本可能會比傳統(tǒng)的設備少約四倍，但他的公司并不把高性能市場作為其目標市場。

　　他表示：“首先，我們不會提供最佳的每瓦流明數(shù)，因為許多應用設備并不需要。我們真正需要的是每投入一美元能實現(xiàn)最佳流明數(shù)”。

　　很顯然，Glo正在采用不同的策略。Gardner表示他的公司生產納米設備的速度與生產平面LED的公司的生產速度不相上下，目前來看，只是成本的問題。

　　“最后，這種LED設備可能會比平面LED更便宜，但是我們認為我們不會在未來的一年到一年半的時間里提出這種解決方案”，他說。”使用納米線拓撲結構的LED，把實現(xiàn)所有的顏色的可見光譜作為一個平臺產生突破性的性能，是我們的一貫方針。我們的真實愿望是超出平面性能的LED。”