一、 课题来源与背景:
1、 本项目开发的基于倒装应用于工业级光固化的大功率紫外LED外延芯片,将开辟LED产品固化应用领域,通过一系列具有自主知识产权的核心技术的开发,有利于打破上游外延芯片传统技术受国外专利保卫的不利局面。
2、 项目开发产品将通过申报单位进行产业化,形成完整的产业链,对广东省LED行业的发展和竞争力提升具有重要的意义。同时也为广东省LED封装企业提供此类倒装薄膜LED芯片,推动珠江三角洲地区LED产业链的发展。
二、本项目已按项目要求完成产品性能目标,项目完成情况如下:
①光波长:可根据客户需求提供可选的365-375nm波长芯片产品:
②芯片尺寸:除开发出1.0mm×1.0mm尺寸外,具备开发出从0.5mm×0.5mm到1.5mm×1.5mm之间的多款产品
的能力和产能;
③正向驱动电压VF小于3.5V@350mA;
④LED 光辐射功率≥140mW@350mA;
⑤光衰:≤5%;(工作条件:常温工作下,电流密度3.5A/cm2 驱动200 小时后);
三、技术的创造性与先进性:
本项目针对 365nm 倒装产品进行了外延与芯片的相关研究,已取得了大量研究成果,包括倒装外延结构与技术研究和倒装芯片结构与技术研究。本项目所取得的研究成果对现在 365nm 光源新需求可以提供有力的支持,促进新应用产品的诞生,丰富了产品种类,同时减少了大量人工,提升生产效率。最终反映到消费者购买光源费用降低,具有巨大的社会贡献。在技术方面,我们的研究打破现在 365nm 芯片技术集中在国外和国内头部企业,并且在技术研发过程中充分考虑设备普及性,让研究成果基本能在芯片行业推广。
四、技术的成熟程度,适用范围和安全性
365纳米的紫外LED因其独特的波长特性和高效的能量传输能力,在科学研究、工业生产、医疗诊断、安全检测等多个领域都发挥着重要作用。随着技术的不断进步,其应用领域还将进一步拓展。
五、项目成果应用情况:本项目开发了紫光外延和倒装芯片技术,实现高亮度低电压的紫光LED倒装芯片的技术开发和量产。其中大部分技术成果具有良好的推广性。大底径生长技术对倒装芯片光萃取效率提升明显,可推广到其他波段倒装芯片上。AlN缓冲层已成为GaN基材料的生长技术,LED行业已实现由其他设备直接制作AlN衬底。新的 DBR倒装芯片设计具有良好的光电性能,对于大尺寸倒装芯片具有明显的改善效果,适合推广到其他波段大尺寸倒装芯片。AlCu电极技术极大改善传统Al电极的稳定性较差问题,特别是对高温和大电流密度的耐受性,同时保持了传统Al电极高反射率的效果,适合推广所有A1电极芯片产品。新型DBR工艺针对UVA波段均有良好的反射率,可推广到其他UVA正装倒装芯片。本项目开发的365-375nm倒装芯片填补了正装和倒装芯片性能价格的中间空白区域,打破中高端产品均由头部企业的垂直芯片垄断的情况。本产品在珠三角的封装应用市场中具有很好的发展潜力,能降低应用端的使用成本。
存在的问题:本项目开部分成果通过开发新材料实现技术目标,例如SiO2环体材料和AlCu合金材料,由于新使用的材料存在生产规模小,综合成本高于现用材料,导致无法在厂内全面推广到其他产品中。特别是竞争激烈的蓝光产品,对于成本控制要较高,在性能已满足需求情况下,增加成本的方案很难推行。另外,本项目使用的 AlN 缓冲层技术在行业中已出现由 AlN 设备在蓝宝石上制作,对比本项目技术 AlN 设备具有生产规模更大,材料成本更低等优势,但因设备投入过大且成熟时间较晚,未能在本项目开展。项目期间出现的新材料和新设备由于早期成本较高,需要推广以实现规模化,降低价格,保证产品成本基本不变。
本项目开发的 365-375nm 紫外 LED 倒装芯片虽然具有良好的性价比,填补正装与垂直的中间区域,但是由于 365-375nm 紫外 LED 应用规模还没发展起来,对于倒装芯片需要重新投入的人力物力影响目前客户大规模使用倒装芯片。后续需要构建上下游联合,在促进整体 365-375nm 应用发展的同时,逐步推广倒装的规模。 |