Первые светодиодные кристаллы на основе нитрида галлия на кремниевой подложке: этап создания прототипа

Компания OSRAM Opto Semiconductors укрепила свое лидирующее положение в области создания высококачественных тонкопленочных светодиодов

Исследователи из OSRAM Opto Semiconductors добились успеха в производстве прототипов высококачественных светодиодов синего и белого цвета свечения, в которых светоизлучающий слой из нитрида галлия выращен на кремниевых пластинах диаметром 150 мм. Кремний заменил сапфир, который обычно использовался в качестве подложки, без ухудшения характеристик светодиода. Уже на этапе создания опытных образцов новые кристаллы должны быть протестированы в условиях эксплуатации, так что первые светодиоды на кремнии от OSRAM Opto Semiconductors могут появиться на рынке всего через два года.

Высококачественные светодиодные кристаллы от OSRAM, изготовленные по технологии InGaN, сегодня производятся на пластинах диаметром 6 дюймов.

«Наши многолетние вложения в исследования приносят свои плоды, поскольку мы добились существенного успеха в оптимизации качества слоев из нитрида галлия, выращенных на кремниевых подложках, и достигли того уровня, когда эффективность и яркость таких светодиодов может быть конкурентоспособной на рынке. Испытания, которые мы уже провели, продемонстрировали высокое качество и надежность светодиодов – две отличительные черты нашей компании», – отметил д-р Питер Стаусс (Peter Stauss), руководитель проекта из OSRAM Opto Semiconductors. За последние 30 лет компания приобрела бесценный опыт в области выращивания искусственных кристаллов (эпитаксиальных слоев), что послужило основой для новых разработок на современном этапе. Федеральное Министерство образования и исследований Германии финансирует это направление деятельности компании, как части своего проекта GaNonSi (нитрид галлия на кремнии).

Преимущества кремния

Данные исследования являются новаторскими по ряду причин. Вследствие широкого распространения в полупроводниковой отрасли, доступности в виде пластин большого диаметра и отличных тепловых свойств, кремний представляет собой привлекательный и недорогой выбор для рынка компонентов для систем освещения. Качество и характеристики изготовленных светодиодных кремниевых кристаллов соответствуют кристаллам на базе сапфира: синие кристаллы UX:3 в стандартном светодиодном корпусе Golden Dragon Plus достигли максимальной яркости на уровне 634 мВт при напряжении 3,15 В, что эквивалентно эффективности в 58%. Эти значения являются выдающимися для 1-мм² кристаллов при токе через светодиод 350 мА. В сочетании с обычным люминофором в стандартном корпусе – другими словами, в виде белого светодиода – эти прототипы обеспечивают световой поток в 140 лм при токе 350 мА с эффективностью 127 лм/Вт при цветовой температуре 4500 K.

«Для того чтобы светодиоды нашли широкое применение в системах освещения, они должны стать значительно дешевле, сохранив, при этом, прежний уровень качества», – подчеркнул Стаусс. «С этой целью мы разрабатываем новые технологические приемы во всей производственной цепочке, от создания кристалла до корпусирования». Говоря математическим языком, уже сейчас имеется возможность выпуска более 17000 светодиодных кристаллов площадью 1 мм² на 150-мм пластинах (6 дюймов). Кремниевые пластины большего диаметра могли бы увеличить производительность еще больше: исследователи уже продемонстрировали первые структуры на 200-мм подложках (8 дюймов).

Press contact:

Медиа-группа "Электроника"

Екатерина Платцева
Tel: +7 495 741-7701
Fax: +7 495 741-7702
Email: osram-os@elcp.ru