在经历近十年的发展后,Glo的纳米线LED定于明年年初进军市场。尽管Glo生产的纳米线LED已进入市场很长一段时间,但明年年初将可买到高亮度的纳米线LED。在经历近十年的研究后开发后,位于瑞典的隆德大学子机构Glo于2005年成立,而Glo的3DLED似乎已准备好挑战现有的平面LED。
“客户手头已经有我们的产品,而我们期望在接下来几个季度正式启动”,美国Glo的首席技术官NathanGardner说道。“我们期望可提供比平面设备更好的绿色LED以及性能更高的蓝色LED。接下来将是红色的纳米设备。因此,我们将完全依赖氮化半导体系统建立RGB方案。”
但是为什么会关注到纳米线呢?相较传统的平面LED的异质结构,这些垂直的3D结构具有若干优胜之处。首先,在基片上安装垂直的纳米线可避免晶片压力的累积(这种情通常在放置平面层时出现)。各种材料的膨胀系数之间的差异会导致装配时晶格的不匹配,而有缺陷的晶片会降低设备的产能及性能。
更重要的是,由于有较大的面积体积比率,垂直结构可增加光线的输出效率,并可与低成本大面积的硅衬底兼容。
正如Gardner所解释,Glo的LED产品包括透过MOCVD在GaN(氮化鎵)/宝蓝石模板上安装的选择区域增长膜上垂直排列的GaN纳米线列。透过光刻及干蚀方法印在膜上的小孔可带动纳米线的生长。
二极管的实际结构包括M面sidewalls的N型GaN纳米电缆基InGaN活动区域。该活动区域下依次为p类AlGaN层、p类GaN层及重参杂p型GaN接触层。
“TEM分析显示n型GaN模板存在的错位现象很少会传导到纳米线上”,他说道。“[因此]该活动区域是安置在无缺陷的m面模板上。”
Glo纳米芯片的SEM可显示单个(变焦)纳米线[Glo]
Glo尚未公开发布技术规范—根据保密协议,该资料只能提供给持有样品设备的客户—但Gardner声称绿色及蓝色器件的整体性能与目前的商业平面器件一样。
“我们的绿色设备的量子效率峰值在市场上可买到的绿色设备效益峰值的10%以内,而我们的蓝色LED的内量子效率与最先进的平面商业蓝色[器件]相当”,他说道。“而来自该些器件的可靠性数据显示它们符合客户的正常需求”。
截至目前,Glo一直专注于在宝石蓝衬底上装配LED。尽管Gardner声称纳米线LED生产可与大面积的硅衬底兼容,但在可预见的未来时间里,该公司的精力将继续放在蓝宝石上。
“总体来说,与平面结构相比,纳米线设备的结构十分适合装配在大面积的硅衬底上,我们不主张加入缓冲层,因为这样会使事情复杂化,也要增加相应的成本”,他解释道。“但是直到研发出直径为8英寸的硅衬底,生产平面LED的公司才意识到硅其实更具成本优势。因此,一旦设备容积增大及有这方面的需求,我们将会考虑用硅。”
质量或成本?
在今年三月份,位于美国的纳米线LED生产商及Glo的劲敌Aledia使在8英寸的硅晶片上装配硅基LED原型微丝GaN产品亮相。客户样品预期在2014年年初上市。
当时,行政总裁GiorgioAnania向《化合物半导体》透露,这种LED的生长速度比平面GaNLED的生长速度快三倍以上,成本可能会比传统的设备少约四倍,但他的公司并不把高性能市场作为其目标市场。
他表示:“首先,我们不会提供最佳的每瓦流明数,因为许多应用设备并不需要。我们真正需要的是每投入一美元能实现最佳流明数”。
很显然,Glo正在采用不同的策略。Gardner表示他的公司生产纳米设备的速度与生产平面LED的公司的生产速度不相上下,目前来看,只是成本的问题。
“最后,这种LED设备可能会比平面LED更便宜,但是我们认为我们不会在未来的一年到一年半的时间里提出这种解决方案”,他说。”使用纳米线拓扑结构的LED,把实现所有的颜色的可见光谱作为一个平台产生突破性的性能,是我们的一贯方针。我们的真实愿望是超出平面性能的LED。”