中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所與半導(dǎo)體研究所通過聯(lián)合攻關(guān),在SiC-LED技術(shù)路線方面中涉及的核心技術(shù),如SiC單晶襯底、外延、芯片和燈具封裝等方面取得了突破性進展,研制出了多種結(jié)構(gòu)的SiC-LED,并封裝成了燈具,完全打通了SiC-LED技術(shù)路線,為SiC-LED技術(shù)在半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的推廣打下了基礎(chǔ)。
半導(dǎo)體照明是一種基于LED的新型光源的固態(tài)照明,被認為照明領(lǐng)域的第三次技術(shù)革命。襯底材料是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),不同的襯底材料決定了LED外延生長技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)。
因此,襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線,目前用于LED的襯底材料主要有藍寶石、碳化硅(SiC)、硅以及金屬襯底。以藍寶石為襯底的LED生產(chǎn)技術(shù)最成熟,在整個半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)中占主導(dǎo)地位,但是由于藍寶石材料特性限制了其在高光效、大功率LED方面的應(yīng)用。
SiC單晶襯底材料晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)與GaN材料更為接近,晶格失配率僅為3.5%,加之良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能,能夠較好地解決高光效、大功率LED器件的散熱問題。目前美國Cree公司廣泛使用SiC襯底材料生產(chǎn)高光效、大功率LED,并在高端LED市場中占據(jù)著主導(dǎo)地位。當(dāng)前,中國還沒有企業(yè)采用SiC-LED技術(shù)路線,一方面原因是SiC襯底加工相比于藍寶石襯底昂貴,另一方面是SiC-LED核心技術(shù)主要被美國Cree掌握。
上海硅酸鹽所是國內(nèi)最早開始研發(fā)SiC單晶材料的單位,經(jīng)過十余年的積累,攻克了大尺寸、高質(zhì)量SiC單晶襯底材料的一系列關(guān)鍵技術(shù),在上海硅酸鹽所中試基地(高新技術(shù)企業(yè))形成了批量生產(chǎn)SiC單晶襯底的生產(chǎn)線。依托國內(nèi)最先進的創(chuàng)新研發(fā)平臺之一,即半導(dǎo)體所的“中國科學(xué)院半導(dǎo)體照明研發(fā)中心”,上海硅酸鹽所與半導(dǎo)體照明研發(fā)中心發(fā)揮各自優(yōu)勢,將繼續(xù)在SiC-LED技術(shù)方面進行創(chuàng)新研究,為我國SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入活力。 |