国务院节能环保产业发展意见使激光迎来发展机遇

2013-08-23 00:08

　　三、半导体照明产业

　　《意见》指出，推动半导体照明产业化。整合现有资源，提高产业集中度，培育10—15家掌握核心技术、拥有知识产权和知名品牌的龙头企业，建设一批产业链完善的产业集聚区，关键生产设备、重要原材料实现本地化配套。加快核心材料、装备和关键技术的研发，着力解决散热、模块化、标准化等重大技术问题。

1、LED激光加工技术原理

　　2013年被誉为中国LED市场扩展的重要年份，同时LED照明产业销售额可能会达到10亿元人民币。随着市场的持续增长，LED制造业对于产能和成品率的要求变得越来越高，LED制造商正在寻找可以优化划片宽度、划片速度与加工产量的新工艺进展。LED激光剥离（LLO）和激光晶圆划片设备给LED制造商提供了高性价比的工业工具，激光加工技术迅速成为LED制造业普遍的工具，甚者成为了高亮度LED晶圆加工的工业标准。

　　高亮度垂直结构LED

　　通常情况下，蓝光/绿光LED是由几微米厚的氮化镓（GaN）薄膜在蓝宝石衬底上外延生长形成的。一些LED的制造成本主要取决于蓝宝石衬底本身的成本和划片-裂片加工成本。对于传统的LED倒装横向结构，蓝宝石是不会被剥离的，因此，阴极和阳极都在同一侧的氮化镓外延层（epi）（图1）。

　　图1、传统的横向结构的蓝光LED. MQW =多量子阱

　　这种横向结构对于高亮度LED有几个缺点：材料内电流密度大、电流拥挤、可靠性较差、寿命较短；此外，通过蓝宝石的光损很大。

　　设计人员通过激光剥离（LLO）工艺可以实现垂直结构的LED，它克服了传统的横向结构的各种缺陷。垂直结构LED可以提供更大的电流，消除电流拥挤问题以及器件内的瓶颈问题，显着提高LED的最大输出光功率与最大效率（图2）。

　　图2、垂直结构的蓝光LED

　　垂直LED结构要求在加电极之前剥离掉蓝宝石。准分子激光器已被证明是分离蓝宝石与氮化镓薄膜的有效工具。LED激光剥离技术大大减少了LED加工时间，降低了生产成本，使制造商在蓝宝石晶圆上生长氮化镓LED薄膜器件，并使薄膜器件与热沉进行电互连。这个工艺使得氮化镓薄膜可以独立于支撑物，并且氮化镓LED可以集成到任何基板上。