半/非極性面2英寸GaN基板：改進LED及的撒手锏

在白色LED中使用的藍色LED芯片及藍光光驅光源用藍紫色半導體激光器，目前新型的GaN基板有望使這些GaN類半導體發光元件的性能得到大幅提高。而在該領域，日本業界最大廠商住友電氣工業最近實現了新型GaN基板的大型化，并即將推出產品。該產品就是采用GaN結晶的“半極性面”及“非極性面”的、口徑為2英寸的GaN基板。其中，采用非極性面的基板預定2010年內樣品供貨。

　　此次的基板產品實現了與用于制造藍紫色半導體激光器的GaN基板產品為相同水平的105cm-2錯位密度，并同時將口徑擴大到了與現有GaN基板產品相同的2英寸。而以前業內提供的半/非極性GaN基板都是窄長方形的小型產品。

　　GaN類半導體發光元件一般利用GaN結晶中稱為“極性面”的結晶面。如果使用與該結晶面不同的半/非極性面的話，便可削弱GaN結晶內產生的“壓電電場”的影響，有助于提高發光元件的發光效率并延長波長（圖1）。比如，通過利用非極性面，有望將發光效率提高20％以上。另外，由于容易延長波長，因此還可實現純綠色的半導體激光器。

　　住友電氣工業盡管并未公布實現技術的細節，但據說通過采用自主開發的HVPE法實現了2英寸的基板口徑。HVPE法本身就是被現有GaN基板產品所采用的技術。因此能夠充分運用已有的制造設備。也就是說，有望實現與現有GaN基板產品為相同程度的價格。

　　6英寸產品也將亮相

　　不過，GaN基板的產品價格比Si基板及藍寶石基板等產品高，而且口徑也小得多，因此主要被用于激光器領域。而住友電氣工業還打算攻克這一課題，促進GaN基板在LED及功率半導體中的采用。

　　因此住友電氣工業開始致力于GaN基板的進一步大型化。與上述的半/非極性面不同，采用的是與已有GaN基板相同的極性面，開發成功的大尺寸基板實現了6英寸的口徑。隨著有助于提高生產效率的大尺寸產品的亮相，使用GaN基板的藍色LED芯片、半導體激光器及功率半導體的單位元件成本便極有望得到降低。