中科院半导体所科技成果——垂直结构GaN基LED

中科院半导体所科技成果——垂直结构GaN基LED 项目成熟阶段孵化期
项目来源基金、863
成果简介
垂直结构GaN基LED是目前半导体照明芯片的研究热点和未来可能应用于通用照明的主流芯片结构。

与传统正装、倒装结构比较，垂直结构通过热压键合、激光剥离（LLO）等工艺，将GaN外延结构从蓝宝石转移到Cu、Si等具有良好电、热传导特性的衬底材料上，器件电极上下垂直分布，从而彻底解决了正装、倒装结构GaN基LED 器件中因为电极平面分布、电流侧向注入导致的诸如散热，电流分布不均匀、可靠性等一系列问题。

因此，垂直结构也被称为是继正装、倒装之后的第三代GaN基LED器件结构，很有可能取代现有的器件结构而成为GaN基LED技术主流。

技术特点
本项目的目的是提供一种发光二极管器件结构，该结构相比传统的横向结构，采用导热性能高的衬底，大大提高散热能力，使用寿命上升；该结构的LED具有上下电极结构，能将注入电流比较均匀地散
布在发光区；该结构的LED上表面容易制作表面光提取结构，有利于提高取光效率。

在350mA下工作电压达到2.8V-5V条件下反向漏电2-3nA，IR良品率达到85%以上，效率100lm/w。

器件的脉冲饱和测试电流能超过4A，稳态饱和电流超过2A。

同时由于金属衬底具有更好的散热特性，垂直结构芯片1000mA条件下1500小时老化测试，光通量衰减小于5%。

专利情况
已申请国内发明专利10项，其中2项已经授权。

正在布局外围专利，预计将通过15-20个核心专利覆盖本课题的主要技术路线。

市场分析
随着技术的不断进步，近几年最受人们关注的是固态通用照明领域的高亮度大功率LED应用，然而这种应用却受到蓝宝石异质衬底所带来的一系列技术问题的限制。

除去了蓝宝石衬底的垂直结构LED芯片具有优良的光电热方面的性能，能满足固态通用照明对其性能的要求，采用垂直结构LED方案是固态通用照明技术发展的必然趋势。

合作方式知识产权许可、技术服务、对于考虑产业链延伸的LED 芯片企业可以考虑技术入股。

产业化所需条件对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房，购置半导体工艺设备，预计5000万元的产业化经费。