普瑞光电在固态照明“GaN-on-Si”方面取得新突破

【高工LED专稿】 近日，普瑞光电宣布打破了其先前的“氮化镓上矽”(GaN-On-Silicon)每瓦最高流明值行业记录。其利用自身专利”缓冲层工艺”，已证明无裂纹氮化镓衬层能在8英寸硅晶圆上生长，不受室温影响情况，从而延伸了其在强化硅片氮化镓LED的性能及可制造性方面的领导地位。

普瑞光电正在演示可与当今最先进的蓝宝石基LED相媲美的LED性能水平。基于氮化镓上矽的冷白光LED在色温为4350K时效率高达160流明/瓦，暖白光LED在色温2940K和CRI80时可提供125流明/瓦的效率。

传统LED采用蓝宝石或碳化硅基片作为原始材料制作而成，但这两者都比硅更昂贵。因此，昂贵的成本导致LED照明产品无法普及到住宅和商业建筑等领域。然而，若能在直径更大、成本更低廉的硅晶圆上生长氮化镓，并采用与现代半导体生产线相兼容的制程，则产品成本会比现有制程降低75%。普瑞光电的工艺技术在未来可显著降低制造LED的成本，使其可与传统的白光照明技术一争高下。

普瑞公司首席技术官Steve Lester博士表示：“我们今天公布的性能水平是至今为止公开发布的最高氮化镓上矽流明/瓦效率，足以媲美蓝宝石或碳化硅(SiC)基片的顶级商业LED。这些成就直接得益于我们在以下方面的大力投入，即努力打造一个由普瑞光电材料科学家和芯片设计工程师组成的世界级团队，及重点推动业界领先的外延工艺技术。我们很满意在这一领域的进展步伐，而且将继续积极发展我们的氮化镓上矽制程，以推动LED商业化生产从蓝宝石转移到硅片。我们首个商用氮化镓上矽产品按计划在未来两年内可交付市场。”

氮化镓的热膨胀系数比硅要大的多。这种不匹配会导致在外延生长期间或在室温下外延膜破裂，或晶圆受弯曲。普瑞光电专有的缓冲层制程产生的无裂纹晶圆在室温下几乎保持平坦。

密封的1.5毫米蓝色LED采用350mA电流，达成591mW流明，插头效率高达59％，比以往发布的任何数值都高。LED具有极低的正向电压，在350mA电流时仅为2.85V，使它们成为在高电流密度下使用的理想选择。在1安培驱动电流上，LED在3.21V正向电压下发射1.52瓦蓝色电力，产生47%的插头效率。Sigma6.8纳米的波长均匀度已在中值波长为455纳米的8英寸LED晶圆得到验证。
 
普瑞光电公司首席执行官Bill Watkins表示：“这个新的技术突破是普瑞光电持续研发投资与重点关注固态照明市场需求相结合的直接产物。这项关键创新是行业的游戏变革者，它大幅降低了固态照明所需的前期资本投资，从而大大提高了市场采用率。普瑞光电延续轻资产运营模式，其独特定位可更好地受益于LED向硅片的过渡。利用我们在LED外延的研发和知识产权地位，普瑞光电可与现有的半导体制造商建立合作伙伴关系。通过与成熟的半导体制造商建立的合作伙伴关系充分利用现有的半导体晶圆厂，对生产成本、利润和投资回报产生积极影响。”