薄化氮化物LED衬底可提升绿光LED光效

　　韩国与埃及研究人员采用晶圆薄化(thinning)技术以提升氮化物半导体绿光LED的效率。参与组织包括韩国全南国立大学、埃及贝尼苏韦夫大学以及韩国光子技术研究院。

　　薄化的功效是为了减少氮化物半导体架构中的残余压应力(residual compressive stress )，这种应力在LED架构中对降低的压电电场有撞击效应。氮化镓和蓝宝石之间不同的热膨胀系数制成的应力器件，在外延生长工艺冷却后会造成压应力的产生。

　　这种电场效应将降低电子和空穴复合以产生光子的可能性。这种问题在高铟成分(超过20%)的氮化铟镓(InGaN)合金中更为严重，而这种合金又是绿光LED所需的。目前蓝光InGaN LED的效率为50%，而较高铟含量的绿光LED的效率通常低于10%。

　　这种LED架构(如图1)采用MOCVD在2英寸的C面蓝宝石衬底上生长的。该衬底厚度为430μm，并采用传统工艺整合到240μm x 600μm的LED芯片中。

图1: LED外延架构

　　这种衬底薄化技术通过采用研磨和软质抛光实现的。这些工艺被用于最小化薄化过程中的损坏。在薄化后，芯片切割成单个，n型GaN接触层的晶圆翘曲与残余应力测量显示，当晶圆薄化至200μm和80μm之间时，翘曲增加，应力减少。