納米壓印技術(shù)實(shí)用化 可提升LED發(fā)光效率20
納米壓印是指通過像蓋章一樣把刻著精細(xì)圖案的模具按壓到基板等的上面,大量轉(zhuǎn)印該圖案的技術(shù)。最近,該技術(shù)的實(shí)用化案例越來越多。
用R2R方式量產(chǎn)LED用模具
采用納米壓印技術(shù)的精細(xì)圖案形成技術(shù)有助于提高LED和有機(jī)EL等的發(fā)光效率。東芝機(jī)械公司開發(fā)出了包括專用的壓印裝置在內(nèi),將LED的發(fā)光效率提高20~30%的技術(shù)。利用在藍(lán)寶石基板表面形成凹凸圖案的“PSS”(Patterned Sapphire Substrate,圖形化藍(lán)寶石襯底),提高了反射率等,從而提高了發(fā)光輸出。
東芝機(jī)械納米加工系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副業(yè)務(wù)部長后藤博史表示,存在的問題是如何減少模具的缺陷數(shù)量,以及如何使成本比利用現(xiàn)有步進(jìn)器形成圖案時更具優(yōu)勢?!盎逵腥毕莸脑挘琇ED就不會發(fā)光。而為降低成本反復(fù)使用模具的話,缺陷就會越來越多”。
該公司針對這兩個問題采取的對策是,把利用R2R方式大量復(fù)制的樹脂模具制成一次性產(chǎn)品?!鞍?英寸晶圓的成本降到5美元以下的目標(biāo)已有眉目”。樹脂模具還有一個優(yōu)點(diǎn),那就是適合不一定平坦的藍(lán)寶石基板。
實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)GaN晶體
最近還出現(xiàn)了利用納米壓印技術(shù)進(jìn)一步提高LED效率的可能性。古河機(jī)械金屬、金澤工業(yè)大學(xué)、東芝機(jī)械以及早稻田大學(xué)副教授水野潤的研究室利用納米壓印技術(shù)開發(fā)出了將GaN晶體的位錯(位錯:晶體中含有的線狀缺陷。此前GaN晶體的位錯密度高達(dá)1×109/c㎡以上,被認(rèn)為是向LED流過大電流時導(dǎo)致發(fā)光效率降低的原因。)降至大約原來的1%的方法。
具體方法是:首先在原來的GaN晶體上形成SiO2薄膜,利用納米壓印技術(shù)形成幾十個nm寬的小口;然后再次生長GaN晶體。這樣,SiO2膜下方的GaN晶體的位錯就不會到達(dá)上方的GaN晶體,由此能減少上方GaN晶體的位錯。早稻田大學(xué)的水野教授介紹說,“我們試制了LED,確認(rèn)該技術(shù)可提高輸出功率并延長壽命。應(yīng)該也能用于功率半導(dǎo)體”。
水野表示,該技術(shù)還有望降低LED的驅(qū)動電壓?!坝捎谖诲e少,以前必須達(dá)到140μm厚度的GaN晶體可大幅減薄至21μm以下”。(責(zé)編:Nicole)
來源:日經(jīng)技術(shù)在線