英國(guó)Kubos半導(dǎo)體將推出大規(guī)模制造綠色LED的工藝

　　據(jù)Rebecca Pool報(bào)道，Kubos半導(dǎo)體公司利用其立方GaN外延技術(shù)，打算很快推出大規(guī)模制造綠色led的工藝。

　　英國(guó)Kubos半導(dǎo)體公司和英國(guó)復(fù)合半導(dǎo)體中心聯(lián)手解決了LED行業(yè)臭名昭著的“綠色鴻溝”問(wèn)題。

　　正如今年10月披露的那樣，合作伙伴正共同努力將用于制造高效綠色和琥珀色LED的立方GaN外延技術(shù)商業(yè)化。

　　這一舉措正值綠色LED的效率數(shù)字大大落后于藍(lán)色LED，盡管全球各行業(yè)都在努力縮小所謂的綠色差距。

　　“縮小綠色差距是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，一直是LED制造商面臨的一個(gè)長(zhǎng)期挑戰(zhàn)，至今仍未解決，”Kubos首席執(zhí)行官卡羅琳?奧布萊恩(Caroline O'Brien)表示?！暗覀兒芸炀蜁?huì)推出一種在商業(yè)上可行的解決方案，我們預(yù)計(jì)這一方案將獲得非常好的反響?！?/p>

　　她補(bǔ)充道：“綠色LED是我們主要的商業(yè)化催化劑，我們?cè)谶@方面取得了良好的進(jìn)展，因此計(jì)劃明年開(kāi)始這一商業(yè)化進(jìn)程?！?。

　　到目前為止，六角GaN晶體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制造藍(lán)色led，但是在綠色器件中實(shí)現(xiàn)高效的工作是一個(gè)問(wèn)題。在這些長(zhǎng)波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的有源區(qū)中，大的偏振場(chǎng)降低了輻射復(fù)合率，限制了LED的效率。

　　但庫(kù)博斯有答案。該公司的工藝是在硅襯底上3C(立方)SiC上生長(zhǎng)立方GaN。與六邊形GaN不同，立方GaN沒(méi)有電場(chǎng)，消除了偏振問(wèn)題，為高效led的設(shè)計(jì)打開(kāi)了大門(mén)。

　　3C-SiC在硅上的外延工藝是由華威大學(xué)的spin-out，Anvil半導(dǎo)體公司首創(chuàng)的。Anvil謹(jǐn)慎地保護(hù)了它的IP，但大約在8年前，它開(kāi)始在用于SiC功率器件的硅片上珩磨一個(gè)生長(zhǎng)3C-SiC的過(guò)程，克服了不同材料的晶格參數(shù)和熱膨脹系數(shù)的不匹配。

　　該公司與劍橋大學(xué)(Cambridge University)在五年前合作，在Si模板上的立方SiC上生長(zhǎng)立方GaN。成功之后，合作伙伴生產(chǎn)了世界上第一個(gè)150毫米晶圓，上面生長(zhǎng)著100%立方GaN，Kubos獲得了獨(dú)家許可證，可以將這種IP商業(yè)化，并提供高效的綠色和琥珀色led。

　　最關(guān)鍵的是，最近的Kubos-CSC合作關(guān)系將加速Kubos的技術(shù)開(kāi)發(fā)。CSC是一家由半導(dǎo)體外延晶圓產(chǎn)品制造商IQE和卡迪夫大學(xué)(Cardiff University)組成的合資企業(yè)，提供了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外延工具的商業(yè)準(zhǔn)入，為商業(yè)化提供了明確的途徑。

　　CSC的Rob Harper說(shuō)：“在Si上的立方碳化硅上生長(zhǎng)立方氮化鎵提供了一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)，提供高質(zhì)量的立方GaN層?！?。

　　“重要的是，我們有多個(gè)MOCVD工具平臺(tái)，在擴(kuò)展到更大的200毫米晶圓之前，可以在更小的直徑上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)高效的開(kāi)發(fā)。”

　　他補(bǔ)充道：“AixtronG5+反應(yīng)器的可用性意味著，[庫(kù)布斯]工藝可以在高達(dá)200毫米的基板上商業(yè)化?！??！霸谌蛱峁┑墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)MOCVD工具上演示Kubos技術(shù)有助于擴(kuò)大規(guī)模，從而縮短上市時(shí)間?！?/p>

　　Kubos半導(dǎo)體公司正在將立方GaN外延技術(shù)商業(yè)化

　　根據(jù)O'Brien的說(shuō)法，Kubos已經(jīng)證明在150毫米的3C-SiC硅片上可以生長(zhǎng)出立方GaN，并且聲稱當(dāng)硅硅片上的200毫米SiC可用時(shí)，立方GaN的生長(zhǎng)也可以被縮放。

　　她說(shuō)：“將其擴(kuò)展到200毫米晶圓甚至更大的晶圓尺寸是沒(méi)有限制的?！??！拔覀円恢痹谂Υ_保可擴(kuò)展性，以便該技術(shù)與大批量生產(chǎn)兼容，并在商業(yè)上可行?！?/p>

　　就成本而言，奧布萊恩和哈珀都看不到任何絆腳石。奧布萊恩認(rèn)為，到目前為止，沒(méi)有任何跡象表明，一個(gè)LED制造商不能采用成本效益高、可制造性強(qiáng)的方法。

　　正如哈珀所說(shuō)：“事實(shí)上，這可以擴(kuò)展到200毫米晶圓提供了進(jìn)一步的成本削減超過(guò)150毫米晶圓。”

　　他補(bǔ)充道：“我們還可以在多晶片MOCVD平臺(tái)(如Aixtron G5+)上提供這種功能，并同時(shí)處理5×200mm晶片或8×150mm晶片的批次，這可以提供比單晶片工具低得多的晶片成本?！薄！耙坏┘夹g(shù)到位，我們可以預(yù)期，在規(guī)模經(jīng)濟(jì)和優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率的推動(dòng)下，將進(jìn)一步降低成本。”

　　市場(chǎng)前景

　　主要應(yīng)用包括用于顯示市場(chǎng)以及汽車(chē)和傳統(tǒng)LED照明市場(chǎng)的微型LED。考慮到這一點(diǎn)，Kubos和合作伙伴正在努力提高將通過(guò)其工藝制造的綠色led的效率。

　　正如奧布萊恩指出的，早在2017年，美國(guó)能源部就制定了雄心勃勃的內(nèi)部量子效率(IQE)目標(biāo)，為54%，因此這是該公司的最終目標(biāo)。她說(shuō)：“目前，許多綠色LED設(shè)備的效率仍明顯低于這一水平，因此提高智商是我們目前發(fā)展的重點(diǎn)，雖然能源部的目標(biāo)是一條路要走，但我們已經(jīng)看到了這一點(diǎn)。”。

　　同時(shí)，工藝優(yōu)化和成品率工程的工作也在進(jìn)行中。合作伙伴的主要目標(biāo)是將這一技術(shù)融入一級(jí)生產(chǎn)線，因此，他們計(jì)劃在未來(lái)2到3年內(nèi)將這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給大型LED公司。

　　正如奧布萊恩所說(shuō)：“我們明年將開(kāi)始與客戶接觸，而LED制造是一個(gè)非常成熟的過(guò)程，因此如果在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有上市，我會(huì)感到失望?！?/p>