高工LED承办亚洲LED照明高峰论坛外延分会圆满成功

【高工LED专稿】 6月11日，由高工LED承办的“亚洲LED照明高峰论坛 - 外延芯片技术与工艺和外延设备和材料”专题分会在广州琶洲展馆会议室举行。高工LED产业研究所(GLII) 副所长郑利瑶、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究员梁秉文博士、北方微电子LED事业部的副总经理刘利坚、山东大学晶体材料研究所特聘专家王成新博士、华南师范大学范广涵教授现场就上游外延芯片产业的技术、投资、专利及国产设备的相关议题作了精彩的演讲。


 
GLII 副所长郑利瑶：蓝宝石衬底火热投资持续
 
高工LED产业研究所(GLII) 副所长郑利瑶指出，2010年中国LED外延芯片的产值达到40亿元人民币，同比增长100%。
 
郑利瑶认为，蓝宝石衬底投资的热潮还在继续，相比去年国内蓝宝石衬底的投资额180万元人民币，今年1-4月蓝宝石衬底项目规划总投资达66.3亿元人民币，规划年产能超过3500万片。
 
而对于蓝宝石衬底的火热投资是否会引起产能过剩，郑利瑶表示，到明年第3季度之前，基本上不会出现产能过剩，所以整个蓝宝石衬底价格相对来讲还是比较平稳，可能中间会偶有上涨，但是基本上会稳定在28-30美元/(2英寸)片区间内。


 
中科院梁秉文博士：半导体照明产业上游专利技术网解析
 
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究员梁秉文博士发表了《半导体照明产业上游专利技术网解析》的专题演讲。
 
梁秉文认为LED是一个布满“地雷”的产业。从2000年到现在，专利诉讼事件一直没有停止。其中美国授权的专利大概有2万件，其中有256件被用来做诉讼。另外，国际五大巨头(日亚、科锐、飞利浦、欧司朗、丰田合成)经过相互交叉授权，已经形成一个非常庞大且牢固的专利网，现在彼此相关的专利数量8千多件。
 
对于国内专利战的风险，梁秉文认为，投资越大，风险越大；进入越晚，风险越大；快到期的专利，风险最大；而手中没牌、又没有有效应对措施的，只能等着被告。
 
而国内需要重点专注的专利领域是“蓝光+荧光粉、图形衬底/表面粗化、导电透明电极、垂直芯片”。
 
迄今中国国内对专利仍不熟悉，也不够重视，特别是一些新投资项目，没有对IP进行足够的尽职调查，存在很大的法律风险，使专利如同悬在头上的达摩克利斯之剑，危险且严峻，所以我国企业需要引起相当重视，要建立真正属于自己的专利队伍，否则牵涉到法律诉讼的时候就为时已晚。


 
北方微电子LED事业部副总经理刘利坚：大规模LED芯片量产工艺设备的发展与挑战

北方微电子LED事业部的副总经理刘利坚发表了《大规模LED芯片量产工艺设备的发展与挑战》的专题演讲。
 
刘利坚表示，北方微电子LED设备的ICP系列产品已经成为了众多LED厂家的首选刻蚀设备，而ELEDETM330设备在大产能设计与优异的工艺性能有着领先优势。
 
而在LED量产过程中存在的问题之一就是最终产量出现不合格品。而诸多厂家对此的解决方法就是对各个工序和重点设备进行费时费力的逐一排查。为达到控制最终产品质量能满足要求这一目的，北方微电子开发了工艺控制系统APC软件。


 
APC软件主要包括三大功能模块，并据此建立自动预警机制：
 
　　1、数据管理。对单台/多台设备的生产过程进行数据实时采集、显示、存储、导入导出和历史数据查询的功能；
　　2、统计控制。统计过程监控(当值与数据的共同监测，更利于发现异常、及时预警)，离线质量分析，汇总统计报表(使数据可视化)；
　　3、故障诊断。控制模型管理(根据不同的标准值做出模型进行变量分析)，在线故障分析，离线故障分析，故障信息报表。

　　APC软件的其他特点还包括：可据不同支持、设备设置灵活的系统架构;可定制对外数据接口；可内嵌进生产设备，如设备ELEDETM330。
 
山东大学晶体材料研究所王成新博士：大功率GaN LED技术

山东大学晶体材料研究所特聘专家王成新博士发表了《大功率GaN LED技术》的专题演讲。
 
王成新博士首先介绍了大功率GaN LED的外延技术，认为LED材料发展正面临以下三个需求：
　　1、进一步提高LED材料晶体的质量，降低位错密度;
　　2、进一步优化外延结构设计，提高发光效率，抑制Droop效应;
　　3、提高P型材料质量，降低在位生长表象粗糙化的P型材料技术的成本。



然后，王成新博士重点阐释了大功率GaN LED的管芯技术，指出应该使用Flip-chip+出光面(衬底)图形化技术、TFFC+表面粗化技术、光子晶体+PSS外延技术等多种方式提高光萃取效率，同时，正装与垂直结构在大功率LED上各有优缺点，但由于散热、Thin Chip等技术，垂直结构在大电流、超大电流的工作条件下有较大优势，是未来发展的主要方向，但也需提高良率，降低成本。
 
最后，王成新分析了Sic衬底-GaN LED技术，对在Sic衬底上生长GaN的进展做了简单回顾，并总结得出以后的研发方向当是通过Sic衬底剥离技术、倒装LED技术、Thin chip技术等提高大功率GaN LED管芯技术，使实验室水平在未来12至18个月内达到130lm/w的目标。
 
华南师范大学范广涵教授：LED外延工艺及设备新发展

在6月11日“亚洲LED照明高峰论坛——外延芯片技术与工艺和外延设备和材料”专题分会上，华南师范大学范广涵教授发表了《LED外延工艺及设备新发展》的专题演讲。


 
范广涵教授在他的演讲中首先指出当前LED大规模生产所面临的技术问题有efficiency drop、极化场作用、与衬底晶格失配、进一步提高内量子效率等。针对上述问题，范教授接着例举了目前世界上最新的LED外延技术发展如下：
 
1、LED衬底研发：GaN同质衬底；非极性面衬底：企图在非极性Si衬底上进行发展，在Si衬底上插入Al2O3，改善晶体质量和发光；Al2O3插入层；图形衬底：向纳米量级的图形衬底探索突破，蓝宝石纳米图形衬底明显优于传统蓝宝石衬底；大尺寸衬底；

2、横向过生长新发展——解决失配性问题，提高效率。在GaN层上形成SiO2和孔列阵，再加一层GaN，改善外延质量，提高光输出功率近50%；法国非对称横向过生长技术，明显提高GaN薄膜质量；瑞士嵌入SiO2光子准晶技术；利用GaN纳米线进行外延，光输出功率是传统的3倍；

3、量子阱新设计——纳米金字塔结构上生长黄光量子阱，有效抑制压电场；凹形量子阱，减弱静电场，减少电子泄露，提高内量子效率，减少效率下降问题；利用纳米孔GaN增强LED中量子点的生长，增加量子点的密度，致光输出功率增加1.45倍；InAlN做电子阻挡层；量子阱势垒掺Si提高LED内量子效率；SPS做p型接触层；

4、光子晶体提高光提取效率；

5、氮化镓系LED新技术，紫外LED，双波长LED等。

最后，范广涵教授谈到MOCVD设备的发展时指出国外在此领域处在领先地位，国内的众多机构正在积极研发，但只有样机试点使用，总体发展较为缓慢。