美国的Las Vegas与9月16日-21日召开的第7届氮化物半导体国际会议(ICNS-7)发布了一些列引人关注的成就,GaN方面主要如下:
一 日本三菱化学
三菱化学试制出了尺寸约为长20mm×宽12mm的大尺寸m面GaN底板,并在于美国拉斯维加斯举行的“ICNS-7”(2007年9月16~21日)上发表。原产品尺寸约为长20mm×宽5mm,此次主要是加大了短的一边。m面为非极性面,利用此次的底板可在GaN结晶的非极性面上制作出LED及半导体激光器等发光元件。该公司以前开发的m面底板被用于罗姆与东北大学的研究小组、以及美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的教授中村修二的研究小组等制作的GaN元件。
非极性面是与GaN结晶c面的极性面相互垂直的面。蓝色LED及蓝紫色半导体激光器等发光元件、面向无线基站的功率放大器电路、产业设备等的电源电路的晶体管等利用GaN系半导体的元件(GaN元件)一般都是在c面上制作而成的。利用非极性面,理论上将会提高GaN元件的性能。例如发光元件,可以提高发光效率。目前,在c面已经可以产品化2英尺的GaN底板,但m面底板还没有这种尺寸的, 所以希望实现m面GaN底板的大型化。
首先从c面生长开始
三菱化学试制的m
面底板首先在c面的垂直方向(c轴方向)通过HVPE法使GaN结晶生长,之后,按照与c面垂直方向切下GaN底板形成m面GaN底板。c面的垂直方向就成为m面底板的短边方向。利用该手法加长m面底板的短边需要增加c面底板的厚度。此前c面底板的厚度约为5mm。此次的试制品加厚至12mm。
另一方面,m面底板的长边方向取决于c面底板的尺寸。此次利用的c面GaN底板的直径为2英尺,长边最长可达约50mm。但是,为防止底板曲翘及考虑到用户的需求,将其缩短至约20mm。长边的长度可在一定程度上任意改变。
二 NTT公司
NTT尖端技术在6英寸硅底板上试制成功了AlGaN/GaN HEMT,并在于美国拉斯维加斯举行的“ICNS-7”展会上展出。“在硅底板上试制HEMT的案例较少,在6英尺的大型底板上更是罕见”。试制品主要是通过在大口径化时抑制结晶过程中的变形实现的。
一般情况下,1枚晶圆越大,可获取的元件数就越多,也就可以降低成本。因此,晶圆的大口径化被寄予厚望。其中,由于基站的功率放大器电路使用的GaN元件较大,因此对大口径化的需求更为强烈。
NTT尖端技术除硅底板外,还制作并推出了使用蓝宝石底板、SiC底板、GaN底板的GaN系HEMT。
三 LED器件
德国欧司朗光电半导体(OSRAM Opto Semiconductors GmbH)开发出1A驱动时光通量为191lm、发光效率48lm/W、波长为527nm的绿色LED,并在美国拉斯维加斯举行的“ICNS-7”(2007年9月16~21日)展会上发表(演讲序号:D1)。芯片尺寸为1mm见方。350mA驱动时光通量为100lm、发光效率为81lm/W、波长为532nm。此外,还试制了芯片尺寸为460μm×255μm,20mA驱动时发光效率为107lm、振荡波长为532nm的产品。这两种产品均比该公司原有产品亮度更高。设想作为LED投影仪等影像显示设备的光源。
此次通过改善“Droop”现象等提高了亮度。Droop是指蓝色LED、绿色LED等将InGaN作为发光层的LED在提高输入电流密度时发光效率出现下降的现象。(