晶能光電的硅襯底GaN基大功率LED芯片是全球唯一款可以達到并遠遠超出照明應用要求的、可以規模化生產的大功率LED芯片。

公司硅襯底大功率GaN基LED芯片性能從芯片性能從2012年量產時的125lm/W迅速提升至2013年底的150lm/W，提升幅度達20%，可媲美市場主流大功率產品性能，同時產品已經通過LM80測試。短短兩年時間，硅襯底大功率LED芯片已擁有30多家客戶，成功應用于LED路燈、隧道燈等戶外照明，LED筒燈、射燈、Par燈、地埋燈、洗墻燈等戶內和景觀照明，LED手機閃光燈、手電、頭燈、礦燈、捕魚燈等特殊照明領域。

在此基礎上，公司新一代硅襯底GaN基LED大功率芯片成功問世。該產品采用金屬-絕緣層-金屬（M-I-M）的多層技術，在LED芯片內部嵌入N型金屬，金屬通過通孔（Via）與N-GaN進行歐姆接觸（即作為電流擴散柱子）。該設計不僅可以進一步提高芯片的外量子效率，而且可以緩解“Droop效應”（即發光效率隨電流密度增大而降低的現象），提高大電流下的光效。

產品名稱：新一代硅襯底GaN基LED大功率芯片（以45mil芯片為例）

產品型號：LPIBB45B

主要性能參數（@350mA）：

Vf：2.8V-3.0V，主波長：450nm-460nm

光功率Po：裸芯主BIN 530-550mW，封裝后藍光650-680mW，白光發光效率140-160lm/W（5000-6000K）。

主要用途：

戶外照明（道路，隧道等，洗墻燈，等等）、便攜式照明（手機閃光燈，手電，臺燈等等），室內照明（筒燈，射燈，PAR/BR燈，球泡燈等等）。

技術原理：

1）在P-GaN上蒸鍍一層高反射率的Ag作為P-GaN歐姆接觸層也是反射金屬層。2）在外延片的一部分區域做刻蝕，刻蝕出一些洞，洞的深度至N-GaN層。3）在Ag合金上生長一層介質膜作為鈍化層，對洞中的鈍化層做刻蝕處理，露出N-GaN。4）蒸鍍N型的電流擴散柱子及鍵合金屬層。5）通過晶圓鍵合技術實現襯底轉移，并對N-GaN表面做粗化處理。6）刻蝕掉小部分GaN層，露出反射金屬層，并在反射金屬層上做一個P焊盤。芯片的設計側面示意圖如圖1.所示，制作好的芯片和封裝好的燈珠如圖2所示。

 圖1.新一代硅襯底GaN基LED大功率芯片設計側面示意圖

 （a）                                                      （b）

圖2. （a）新一代硅襯底GaN基LED大功率芯片裸芯，（b）封裝好的燈珠

關鍵技術及創新點：

晶能光電新一代硅襯底GaN基LED芯片除了采用了傳統垂直結構芯片的技術之外，還有一個關鍵技術及創新點即通孔Via，通孔可以使N型金屬嵌入LED芯片內部。因此量子阱發光區（MQW）向芯片外部的發光不會再受到N電極的阻擋，這樣就可以提高芯片對光的提取效率。

傳統的垂直結構芯片中N型金屬設計為一些電極線（格柵），電流通過電極線往N-GaN的表面傳輸，這樣一定會造成越靠近電極線附近的區域其電流密度越大，造成電流擁堵，從而降低發光效率（Droop效應）。而新一代硅襯底GaN基大功率LED芯片的N型金屬通過通孔Via與N-GaN進行接觸，所有通孔Via中的N型金屬都連接于芯片的基板。由于通孔均勻地分布在芯片內部，這樣電流也就均一地分布在N-GaN之中。由于消除了電流擁堵現象，因此可以緩解Droop效應，提高光效。

專利和技術水平：

本產品是在已可規模化量產的硅襯底大功率LED芯片的基礎上開發的更高性能的大功率LED芯片，技術水平居在硅襯底LED領域居全球領先水平。

測試報告：

用戶證明：

技術獲獎：