國立中山大學微奈米分析技術研發中心教授周明奇研究團隊,開發更佳品質的LED基板材料,總成本最多可降低40%,將帶動雷射二極體、發光二極體商機。
周明奇表示,「氮化鎵(GaN)」與「氧化鋅(ZnO)」半導體材料,在光電領域扮演非常重要的角色,尤其在LED發光二極體的應用上面;傳統是利用氣相沉積的方式將其生長於藍寶石基板,以磊晶技術成長在藍寶石基板上的氮化鎵材料,是屬於六方晶型之晶體結構,藍寶石基板亦為六方晶體,但兩者之晶格常數大小不同。磊晶成長於藍寶石基板上之氮化鎵,其晶格常數比藍寶石約小 16%。不僅造成材料的缺陷密度過高,且降低LED發光效率。
微奈米分析技術研究中心開發出新LED基板材料,藍寶石Al2O3、鋁酸鋰LiAlO2 2吋晶圓,與用來生長LED和雷射二極體用之奈米元件GaN 和ZnO,使中山大學奈米半導體研究日益蓬勃,並吸引其他研究型大學、歐洲最佳光電半導體研發機構、Paul Drude Institute、加州大學Santa Barbara分校等主動要求與中山大學奈米科技研發中心合作。
中山大學微奈米分析技術研發中心應用「鋁酸鋰」與GaN和ZnO晶格失配率1.4%的特性,希望能成為藍寶石之外的另一個選擇。該中心目前已能製造出品質極佳的直徑2英吋LED基板,且已開發出適當的拋光方法,表面能達到原子級的平坦度。
周明奇指出,鋁酸鋰的原料價格、熔點均較藍寶石低,硬度也比藍寶石軟,後續的切割、研磨與拋光等加工服務較易,總成本降低30%~40%,實際運用在LED上總成本也較低,材料品質的進展將帶動商機。