日立電線 開發的氮化鎵模板全新上市

2024-10-16 15:04:11

    泡泡網企業頻道頻道5月11日 日立電線株式會社宣布成功開發出在藍寶石基板上生長的高質量氮化鎵（GaN）單晶薄膜的GaN模板（圖1）全新量產技術，並已開始銷售。

    通過將該產品用作「白色LED外延片」的底層基板，可以大幅提高白色LED外延片的生產效率、增強LED特性。因此，對於激烈競爭的白色LED製造商而言，該產品有望成為能顯著提升企業競爭優勢的解決方案。

    近年來，白色LED因其節能、壽命長的顯著優點，在以液晶面板背燈為代表的照明產品市場上的需求正在急劇擴大。白色LED外延片的基本生長方式是，先在藍寶石基板上生長出一層10μm厚的n型GaN層，接著生長一層1μm厚的超薄活性層和p型GaN層（圖2）。在一般的生產工序中，這些晶體層全部採用MOVPE法（注1）實現生長。MOVPE法雖然適用於需要原子級膜厚控制的活性層的生長，但要生長出所需厚度的優質n型GaN層，則需要花費較長時間。所以，白色LED外延片每天最多只能生長1～2次。因此，如何實現高效率的生產一直是業界亟待解決的難題。

    為了解決這一課題，日立電線開發出了採用MOVPE法生長的底層基板所使用的GaN模板。

    GaN模板採用在藍寶石基板上生長n型GaN層的結構。通過採用GaN模板，LED製造商將不再需要n型GaN緩衝層的生長工藝，生長所需要的時間也將降至原來的一半左右。此外，採用日立電線生產的GaN模板，還可以同時實現低阻化和高結晶性，這也同樣適用於需要較大電流的大功率LED。

    此前，日立電線曾開發出用於藍紫色雷射器等設備的單晶GaN自支撐基板，並為了實現該產品的生產，推進了基於HVPE（注2）法的獨有結晶生長技術的發展。此次，我們以此項獨有的生長技術為依託，全新開發出高質量GaN模板的高效生產技術及設備，構建了完備的量產體制。

    GaN模板主要具有以下特點：（1）基於在GaN自支撐基板的開發過程中積累的生長技術，實現了高結晶性和高表面質量；（2）具備同樣適用於大功率晶片鍵合型LED等的低電阻n型GaN緩衝層（注3）；（3）支持表面平坦的藍寶石基板及各種PSS（注4）；（4）支持直徑2～6英寸晶片（8英寸晶片的開發正在計劃中）。

    除以前開發出的GaN基板和GaN外延片外，日立電線此次又推出了GaN模板產品，今後將進一步強化和擴展GaN產品陣容，以提供可滿足客戶廣泛需求的化合物半導體材料。

    同時，日立電線還將參加於今年5月13～16日在美國紐奧良市舉辦的CS Mantech（化合物半導體製造技術國際會議），並在展覽會上進行有關GaN模板的展示說明。

（注1）MOVPE法：Metal Organic Vapor Phase Epitaxy法。金屬有機化合物氣相外延技術。

（注2）Hydride Vapor Phase Epitaxy

（注3）將LED外延片貼在散熱效果好的支撐晶片上，剝離藍寶石層，形成上下兩面電極的LED。由於是在剝離面上形成電極，因此剝離面的低電阻正好符合要求。

（注4）PSS：Patterned Sapphire Substrate。在表面形成圖案的藍寶石基板。