半/非極性面2英寸GaN基板：改進(jìn)LED及的撒手锏

在白色LED中使用的藍色LED芯片及藍光光驅光源用藍紫色半導體激光器，目前新型的GaN基板有望使這些GaN類(lèi)半導體發(fā)光元件的性能得到大幅提高。而在該領(lǐng)域，日本業(yè)界最大廠(chǎng)商住友電氣工業(yè)最近實(shí)現了新型GaN基板的大型化，并即將推出產(chǎn)品。該產(chǎn)品就是采用GaN結晶的“半極性面”及“非極性面”的、口徑為2英寸的GaN基板。其中，采用非極性面的基板預定2010年內樣品供貨。

　　此次的基板產(chǎn)品實(shí)現了與用于制造藍紫色半導體激光器的GaN基板產(chǎn)品為相同水平的105cm-2錯位密度，并同時(shí)將口徑擴大到了與現有GaN基板產(chǎn)品相同的2英寸。而以前業(yè)內提供的半/非極性GaN基板都是窄長(cháng)方形的小型產(chǎn)品。

　　GaN類(lèi)半導體發(fā)光元件一般利用GaN結晶中稱(chēng)為“極性面”的結晶面。如果使用與該結晶面不同的半/非極性面的話(huà)，便可削弱GaN結晶內產(chǎn)生的“壓電電場(chǎng)”的影響，有助于提高發(fā)光元件的發(fā)光效率并延長(cháng)波長(cháng)（圖1）。比如，通過(guò)利用非極性面，有望將發(fā)光效率提高20％以上。另外，由于容易延長(cháng)波長(cháng)，因此還可實(shí)現純綠色的半導體激光器。

　　住友電氣工業(yè)盡管并未公布實(shí)現技術(shù)的細節，但據說(shuō)通過(guò)采用自主開(kāi)發(fā)的HVPE法實(shí)現了2英寸的基板口徑。HVPE法本身就是被現有GaN基板產(chǎn)品所采用的技術(shù)。因此能夠充分運用已有的制造設備。也就是說(shuō)，有望實(shí)現與現有GaN基板產(chǎn)品為相同程度的價(jià)格。

　　6英寸產(chǎn)品也將亮相

　　不過(guò)，GaN基板的產(chǎn)品價(jià)格比Si基板及藍寶石基板等產(chǎn)品高，而且口徑也小得多，因此主要被用于激光器領(lǐng)域。而住友電氣工業(yè)還打算攻克這一課題，促進(jìn)GaN基板在LED及功率半導體中的采用。

　　因此住友電氣工業(yè)開(kāi)始致力于GaN基板的進(jìn)一步大型化。與上述的半/非極性面不同，采用的是與已有GaN基板相同的極性面，開(kāi)發(fā)成功的大尺寸基板實(shí)現了6英寸的口徑。隨著(zhù)有助于提高生產(chǎn)效率的大尺寸產(chǎn)品的亮相，使用GaN基板的藍色LED芯片、半導體激光器及功率半導體的單位元件成本便極有望得到降低。