技術(shù)關(guān)注：垂直結(jié)構(gòu)LED已準(zhǔn)備好進軍市場

　　在經(jīng)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(chǎn)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(jīng)歷近十年的研究后開發(fā)后，位于瑞典的隆德大學(xué)子機構(gòu)Glo于2005年成立，而Glo的3DLED似乎已準(zhǔn)備好挑戰(zhàn)現(xiàn)有的平面LED。

　　“客戶手頭已經(jīng)有我們的產(chǎn)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(shù)官NathanGardner說道。“我們期望可提供比平面設(shè)備更好的綠色LED以及性能更高的藍(lán)色LED。接下來將是紅色的納米設(shè)備。因此，我們將完全依賴氮化半導(dǎo)體系統(tǒng)建立RGB方案。”

　　但是為什么會關(guān)注到納米線呢?相較傳統(tǒng)的平面LED的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些垂直的3D結(jié)構(gòu)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(dǎo)致裝配時晶格的不匹配，而有缺陷的晶片會降低設(shè)備的產(chǎn)能及性能。

　　更重要的是，由于有較大的面積體積比率，垂直結(jié)構(gòu)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(chǎn)品包括透過MOCVD在GaN(氮化鎵)/寶藍(lán)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(shù)規(guī)范—根據(jù)保密協(xié)議，該資料只能提供給持有樣品設(shè)備的客戶—但Gardner聲稱綠色及藍(lán)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(shè)備的量子效率峰值在市場上可買到的綠色設(shè)備效益峰值的10%以內(nèi)，而我們的藍(lán)色LED的內(nèi)量子效率與最先進的平面商業(yè)藍(lán)色[器件]相當(dāng)”，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(lán)襯底上裝配LED。盡管Gardner聲稱納米線LED生產(chǎn)可與大面積的硅襯底兼容，但在可預(yù)見的未來時間里，該公司的精力將繼續(xù)放在藍(lán)寶石上。

　　“總體來說，與平面結(jié)構(gòu)相比，納米線設(shè)備的結(jié)構(gòu)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(fù)雜化，也要增加相應(yīng)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(chǎn)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(shè)備容積增大及有這方面的需求，我們將會考慮用硅。”

　　質(zhì)量或成本?

　　在今年三月份，位于美國的納米線LED生產(chǎn)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(chǎn)品亮相。客戶樣品預(yù)期在2014年年初上市。

　　當(dāng)時，行政總裁GiorgioAnania向《化合物半導(dǎo)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(shè)備少約四倍，但他的公司并不把高性能市場作為其目標(biāo)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(yīng)用設(shè)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(chǎn)納米設(shè)備的速度與生產(chǎn)平面LED的公司的生產(chǎn)速度不相上下，目前來看，只是成本的問題。

　　“最后，這種LED設(shè)備可能會比平面LED更便宜，但是我們認(rèn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的LED，把實現(xiàn)所有的顏色的可見光譜作為一個平臺產(chǎn)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。”