中国半导体照明产业的技术途径与优势
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方大集团股份有限公司 深圳市方大国科光电技术有限公司 深圳市半导体照明工程研究与开发中心
Chinese Strengths in Semiconductor Lighting
From Lumens/Watts To Dollars/Lumens
Alan G. Li (李刚)
China FangDa Group Co. Ltd ShenZhen FangDa GuoKe Optronics Technical Co. Ltd ShenZhen R&D Center for Semiconductor Lighting Engineering
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Outlines
• • Current Status of High Power LEDs Review of Advanced Technologies
Shaped Chips; Flip-Chips; Vertical Chips; Photonic Crystal; Normal Chips; Multiple Chips
• • • •
Forecast of Lumens/W in 3 Years Substantial Cost-Down Approaches
Large & Fast MOCVD/Chip-Processing Tools; Price Down of Expensive Raw Materials
Forecast of Dollars/Lumen in 3 Years Strengths & Major Challenges for Chinese Companies
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2005~2009 大功率发光二极管效率
(Efficiency of High Power LEDs from 2005 to 2009)
CN Roadmap
US Roadmap
300
200
Nichia Nichia
200 150 100 75 60
瑞 丰
100
Cree 十 五 攻 关
2005
2007
2009
2020
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芯片外形技术
(Chip-Shaping Technology)
Lumileds 倒金字塔形 AlInGaP/GaP芯片 几何形状。
Cree 金字塔形 GaN 芯片几何形状演化 过程 (from presentation by Cree)。
There is no news about shaping of LED chips grown on sapphire.
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M. R. Krames et al., Appl. Phys. Lett., 75(1999) 2365
倒装芯片技术 (Flip-Chip Technology)
(Special Tools & Skills for Processing)
Flip-Chips Made in China
40mil Flip-Chips on Si Sub-mount LumiLeds 倒装焊芯片正面图(a)和断面图(b) 40mil Flip-Chips on Ceramic with Zener Diodes
Breakthrough Supported by National Program over 2004~2005 in China (3 years behind)
Osram 倒装金字塔形微观反射结构 AlInGaP 基芯片。
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J.J. Wierer et al, Appl. Phys. Lett., 78(2001 ) 3379
倒装芯片技术 (Flip-Chip Technology)
(Low Resistance & High Reflectivity Layers)
不同金属基全方位反射膜反射率
Ag Reflector CIO AlAg P-Type GaN
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J. K. Kim et al., Appl. Phys. Lett., 84(2004)4508 J.O. Song et al., Appl. Phys.Lett., 86(2005)62103 J.Y. Kim et al. Appl. Phys. Lett., 88(2006)43507
倒装芯片技术
(Chip-Shaping Technology) (Low Refractive Index Transparent Inter-layers)
Refractive Index • Nano-rod ITO 1.34 at 461nm • Normal ITO: 2.06 • Efficiency: up 31.6% 深圳市方大国科光电技术有限公司
J. K. Kim et al., Appl. Phys. Lett., 88(2006)13501
垂直芯片技术 (Vertical Chip Technology)
(Special Tools & Skills for Wafer Bonding, Lift-Off & Surface Treatment)
PEC Lift Off Technology Undercut up to 500 um Lift-off 100um/5um disk Laser Lift-Off Technology
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W.S. Wong et al., Appl. Phys. Lett., 77(2000)2822 A.R. Stonas et al., Appl. Phys. Lett., 78(2001)1945