昭和电工使用大直径蓝宝石底板生产蓝色LED 产能07年底增至每月1亿个

2007-02-27 10:01:53 来源:半导体器件应用网
 
    昭和电工将使用直径达100mm的蓝宝石底板量产蓝色及绿色GaN类发光二极管(LED)芯片。此前该公司一直使用直径为50mm的蓝宝石底板,今后则将加大底板直径,由此在2007年底之前将产能提高到每月1亿个(按350μm见方的蓝色LED芯片换算)。目前的生产能力由于使用的是直径为50mm的蓝宝石底板,因此仅为每月3000万个。该公司打算在2007年下半年停止使用50mm底板,改用100mm底板生产所有的GaN类LED芯片。月产达1亿个时的蓝宝石底板投入枚数将与目前使用50mm底板的投入枚数一样。设备投资包括开发投资在内约为35亿日元。 

    1枚蓝宝石底板可获得的LED芯片数量方面,使用直径为50mm的蓝宝石底板时约为1万5000个,而将直径扩大至100mm后,面积便会达到原来的4倍,因此可大幅增至约6万个。此外,这样做还有可提高良品率的好处。比如,在想得到约6万个LED芯片时,如果是50mm底板,就需要使用4枚,而且良品较少的底板周边部分的芯片数量也会增至4倍。而使用100mm底板时,底板周边部分的芯片数量便可减少到使用4枚50mm底板时的一半。至于100mm蓝宝石底板的供应,昭和电工表示,“有很多底板厂商能提供供应”,不必担心货源供应问题。 

    光输出功率07年7月计划提高20% 

    通过此次提高产能,昭和电工将涉足中、大尺寸液晶面板的背照灯光源以及使用LED的照明设备光源等今后市场有望扩大的领域。在这一领域,由于LED芯片要有更高的输出功率,因此该公司除提高产能外,还将力争提高LED芯片的输出功率。输入电流为20mA的蓝色LED芯片的光输出功率,在不进行树脂密封的状态下,目前的标准值仅为13mW,该公司计划2007年7月将标准值提高20%,使其达到16mW,并力争到2008年7月进一步提高到20mW。在输入电流为20mA时的光输出功率方面,目标是除部分特种产品外,在一般能在市场上大量购买的品种中达到全球最高水平。 

    产品将与原来一样,以LED芯片的方式销售。在液晶面板背照灯光源及照明设备光源等要求高输出功率的用途市场,此前已有LED厂商在销售1mm见方的大尺寸LED芯片。不过,昭和电工则打算目前以350μm见方的标准尺寸LED芯片以及尺寸略大的中尺寸LED芯片为中心。这是因为,大尺寸LED芯片在市场上尚未成为主流,而且发光效率也不如小型芯片出色。 

    可实现底板大直径化的结晶生长方法 

    为了使直径为100mm的蓝宝石底板能够得以使用,该公司改进了在蓝宝石底板上形成GaN类半导体结晶的生长方法。在原来应用于GaN类半导体结晶生长的MOCVD法中,结合使用了称为“PPD(Plasma Assisted Physical Deposition,电浆辅助物理气相沉积)”法的生长方法。该公司将结合两者的结晶生长方法称为“混合PPD法”。利用混合PPD法可提高GaN类半导体的结晶质量,即使将蓝宝石底板的直径扩大至100mm,底板表面内也可获得均一的结晶品质。另外,结晶质量的改善还有助于提高光输出功率。 

     使用PPD法的设备,其内部几乎不会产生导致成品率下降的微细灰尘(粒子),而且也不需要MOCVD设备所必需的昂贵安全设备等,只需很少的设备投资,即可提高生产能力。对于PPD法,该公司只表示,为了获得GaN类半导体,“氮及Ga分别采用氮气及金属Ga为原料。是PVD(物理气相生长法)的一种”(昭和电工),而结晶生长的原理,以及如何结合MOCVD来获得GaN类半导体结晶等细节则未予公开。另外该公司还称,已就PPD法及混合PPD法提出了约30项相关专利申请。 

    但是,混合PPD法也有缺点。由于是通过MOCVD设备和PPD设备分别进行结晶生长,因此“工序数量有所增加,需要2~3倍的人手”(昭和电工)。原来结晶生长只使用MOCVD装置,“只需在设备内一次性设置蓝宝石底板,按下开始进行结晶生长的开关即可”(昭和电工)。于此相比,而此次的方法则必须在MOCVD设备和PPD设备之间交接蓝宝石底板。因此该公司今后打算优化PPD法,力争将来只用PPD法即可实现GaN类半导体的结晶生长。 
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