氮化镓(GaN)基LED在景观照明、室内照明、道路照明、背光源等应用领域已经成熟,Mini/Micro LED高清显示的应用领域也正在培育,并呈现了迅猛发展的势头。然而,经过二十多年的发展,业界一直至为关注的核心依旧是LED光效与成本。


上游衬底材料是直接影响着中下游外延、芯片和封装器件性能的关键。纵观全球GaN基LED材料体系,目前已经使用的衬底材料包括蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅(Si)和GaN。


其中,SiC衬底及技术被美国Cree公司所垄断;由南昌大学江风益教授发明的Si基LED技术荣获2015年国家技术发明一等奖,但因量产工艺成熟度等因素,业界对Si衬底仍保持观望态度;GaN衬底更是因技术成熟度和成本因素,目前仅应用在高端激光与功率器件等领域。


由于SiC、Si、GaN等衬底技术路线均有着其成熟度、成本等因素制约而无法在短期内批量应用,而全球蓝宝石衬底产业规模已非常庞大,厂家难以在短期内进行材料体系的更新换代,多种原因决定了在一个较长的时期内没有其他材料能直接替代蓝宝石衬底在LED行业的应用。


基于提升企业综合竞争力的考虑,2018年澳洋顺昌又成立蓝宝石衬底切磨抛项目部,通过组建技术团队、健全工艺/设备/生产/品质的管控体系、开发切/磨/抛整套制程工艺,为企业个性化产品的研发和制造增加了可能。


经过一年多与PSS、外延和芯片端的工艺窗口磨合与匹配,不断优化平片的Bow/Warp/TTV/LTV等指标参数,已于2019年年初实现批量化生产。在稳定量产的基础上,澳洋顺昌开发出一套统一面型的切磨抛工艺技术,大幅度提升了公司蓝宝石衬底在PSS和外延端的良率水平,同时, LED外延片的波长命中率与一致性、芯片主BIN良率、光效、以及成本控制等方面均达到业内较好水平。


澳洋顺昌切磨抛工艺技术大幅提高LED外延片波长命中率和一致性


澳洋顺昌开发的蓝宝石衬底“碗状”面型分布


澳洋顺昌切磨抛工艺技术大幅提高LED外延片波长命中率和一致性


在7mm×7mm面积内的LTV值<0.5 um


目前澳洋顺昌已涉及切磨抛蓝宝石衬底、PSS、外延和LED芯片整条产业链,通过对产业链上下游垂直整合,有效地提升了整个LED制程环节的适配度,从而显著提升LED性能的同时降低制造成本,提升了企业的综合竞争力。


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