[00757637]半导体照明高功率LED外延与芯片制造产业化关键技术研发

基于GaN的半导体LED灯在同样亮度下，耗电仅为普通白炽灯的1/3，而寿命却可以延长100倍。半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，已是大势所趋。中国也于去年开始了国家半导体工程，实现半导体照明工程的关键是制造基于GaN的大功率、高效率、高亮度LED。市场上已有进口的大功率LED芯片在销售，但是由于其高昂的制造成本，市场售价较高，从而限制了它作为普通照明源进入广阔的市场。主要有三方面技术障碍需要克服：1)如何提升器件的电-光转换效率(包括内量子效率和外量子效率)。2)如何处理大功率LED运行时器件的散热问题。3)如何提高器件的可靠性。项目的主要研究内容是半导体照明高功率LED外延与芯片制造产业化关键技术研发，具体包括以下内容：一是提升高功率LED芯片的电-光转化效率，二是提高芯片在大电流密度下的使用寿命，三是产业化关键核心技术。项目的技术关键点和难点主要有三点：一是如何提升高功率LED芯片的电-光转化效率，实现高功率LED芯片外量子效率40%的突破；二是如何提高芯片在大电流密度下的使用寿命，实现高功率LED芯片的寿命突破50000小时(衰减到50%的原亮度值)的目标；三是产业化关键核心技术，实现批量生产良率80%的突破，突显低成本制造优势。项目被列为杭州市重大科技创新项目，计划编号：20072311A17，完成投资3008.17万元，达产年实现项目销售收入12214.14万元、利润总额3810.79万元、上缴税金1425.67万元。已于2010年12月29日通过杭州市科技局验收。项目产品采用“垂直结构”功率芯片的设计思想，搭建了快速GaN外延生长HVPE设备平台，研发了新型P-GaN接触层，采用高良率的圆片粘合和衬底激光剥离、表面的粗糙化等技术，获得了低阻接触，实现了大功率LED芯片产业化。关键技术具有自主知识产权，已获得发明专利多项。项目产品高功率白光芯片经浙江省电子产品检验所评测，所测指标符合合同要求。产品经用户使用，反映良好。项目完成开发高功率LED芯片MOCVD外延及器件制造技术，完成开发高效的大功率LED芯片制造技术。获得授权发明专利2项，实用新型专利3项，外观专利2项，受理发明专利6项。发表国际论文12篇。项目主要技术指标：1.封装后可以达到白光LED光效≥100lm/W。2.芯片具有良好的抗静电能力，ESD敏感水平高于1000V人体模式。3.1×1mm<'2>芯片的热阻值将小于10oC/W。项目主要经济指标：1.正常生产年年销售收入为1.2亿元。2.达产年(生产后第2年)所得税后利润约1850万元。3.达产年利税总额2720万元。