半/非极性面2英寸GaN基板：改进LED及的撒手锏

在白色LED中使用的蓝色LED芯片及蓝光光驱光源用蓝紫色半导体激光器，目前新型的GaN基板有望使这些GaN类半导体发光元件的性能得到大幅提高。而在该领域，日本业界最大厂商住友电气工业最近实现了新型GaN基板的大型化，并即将推出产品。该产品就是采用GaN结晶的“半极性面”及“非极性面”的、口径为2英寸的GaN基板。其中，采用非极性面的基板预定2010年内样品供货。

　　此次的基板产品实现了与用于制造蓝紫色半导体激光器的GaN基板产品为相同水平的105cm-2错位密度，并同时将口径扩大到了与现有GaN基板产品相同的2英寸。而以前业内提供的半/非极性GaN基板都是窄长方形的小型产品。

　　GaN类半导体发光元件一般利用GaN结晶中称为“极性面”的结晶面。如果使用与该结晶面不同的半/非极性面的话，便可削弱GaN结晶内产生的“压电电场”的影响，有助于提高发光元件的发光效率并延长波长（图1）。比如，通过利用非极性面，有望将发光效率提高20％以上。另外，由于容易延长波长，因此还可实现纯绿色的半导体激光器。

　　住友电气工业尽管并未公布实现技术的细节，但据说通过采用自主开发的HVPE法实现了2英寸的基板口径。HVPE法本身就是被现有GaN基板产品所采用的技术。因此能够充分运用已有的制造设备。也就是说，有望实现与现有GaN基板产品为相同程度的价格。

　　6英寸产品也将亮相

　　不过，GaN基板的产品价格比Si基板及蓝宝石基板等产品高，而且口径也小得多，因此主要被用于激光器领域。而住友电气工业还打算攻克这一课题，促进GaN基板在LED及功率半导体中的采用。

　　因此住友电气工业开始致力于GaN基板的进一步大型化。与上述的半/非极性面不同，采用的是与已有GaN基板相同的极性面，开发成功的大尺寸基板实现了6英寸的口径。随着有助于提高生产效率的大尺寸产品的亮相，使用GaN基板的蓝色LED芯片、半导体激光器及功率半导体的单位元件成本便极有望得到降低。