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        行家說:湖北深紫公布深紫外LED高性能芯片

        媒體聚焦 · 2021-10-15 14:06:21

        7月3日,在深圳舉辦的「2020行家Point·深紫外LED論壇及新產品發布會暨《UV LED產業發展白皮書》成果發布」上, 湖北深紫分享了高性能芯片的主題演講。梁仁瓅博士表示目前深紫外LED在外延、芯片、封裝上均有挑戰,而在外延相比來說是最難的,其難點主要生長工藝和生長器件。因此如何制備高外延質量材料、高光提取效率結構、高可靠性的紫外LED器件成為限制行業發展的瓶頸。

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        那么,在外延芯片工藝上,湖北深紫有哪些自有技術亮點?


        1、高質量氮化鋁襯底制備工藝

        針對深紫外延生長,采用的是圖形化藍寶石襯底工藝,此工藝采用平面藍寶石襯底自行設計制備的,制備流程首先采用PECVD沉積200 nm SiO2掩膜,接著依次進行光刻,ICP刻蝕和濕法刻蝕。

        基于以上襯底,采用低溫AlN成核、脈沖原子層沉積和高溫AlN連續生長三步法進行AlN材料的MOCVD外延生長。獲得的AlN薄膜表面光滑無裂紋,為高性能器件打下了很好的基礎。

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        2、具有電子減速器的深紫外LED材料生長工藝

        基于AlGaN材料的電子遷移能力大于空穴遷移能力,會造成電子溢流。為了均衡電子和空穴的遷移能力,湖北深紫在AlGaN擴展層之前添加了一層超晶格電子減速器結構,目的是抑制電子溢流。

        據透露,湖北深紫共設計了三種結構,一種是均勻Al組分的結構,一種是Al組分降低的結構,一種是Al組分升高的結構,研究三種結構對于器件性能的影響。

        研究結果表明:四個樣品晶體質量相同,排除晶體質量對于器件性能的影響量子阱及超晶格電子減速器結構界面陡峭。


        3、高效取光深紫外LED器件設計及工藝—隱形切割工藝

        湖北深紫所用的襯底工藝是在等效粗化區域內,采用多激光隱形切割技術形成充分粗化的襯底側壁,緩解TM模紫外光在藍寶石側壁的全反射,從而提高光提取效率。據透露,在此切割工藝下,100mA下,粗化四刀相比于一刀,光功率提高19.62%。

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        來源:2020年行家POINT深紫外論壇和新品發布會-湖北深紫演講PPT

        此外,微透鏡陣列設計及工藝上,采用蛾眼納米薄膜覆蓋,可將深紫外LED提高26.7%的光輸出功率。

        除了分享技術亮點外,湖北深紫還發布了一款深紫外LED芯片。

        梁仁瓅博士在大會上展示了湖北深紫的1220mil 深紫外LED芯片,由上述這幾種技術綜合起來而實現的主流規格芯片。該芯片可以實現3.7-6.2mW@40mA,9-15mW@100mA的272nm峰值波長深紫外輸出,WPE達2.41%。

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        來源:2020年行家POINT深紫外論壇和新品發布會-湖北深紫演講PPT

        梁仁瓅博士在演講中透露,接下來,湖北深紫將繼續往更短波長和大功率(高光效)方向發力,提供更具性價比的深紫外LED芯片。


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