PAM-XIAMEN, an epi-provider for GaN LED on Si, can offer high performance blue and green light-emitting diode prototypes that grow 2”, 4”, 6” and 8” gallium nitride (GaN系）シリコン基板およびサファイア基板上のLEDウェーハ構造に基づく層。 シリコンはサファイア基板に比べて低コストであり、半導体市場ではすでに大口径シリコンウェーハ加工が普及しており、大量LED製造の可能性があります。 LEDウェーハの詳細については、以下の表を参照してください。

サファイア基板、シリコン基板、および炭化ケイ素基板は、LEDチップを製造するために一般的に使用される3つの基板材料です。 サファイア基板白色LEDの発光効率は150lm / Wを超え、実験室レベルは200lm / Wを超えています。 同時に、独立した技術的所有権を持つシリコン基板白色光LEDは150lm / Wに達しました。 光の効率に関しては、LED照明は従来の光源に取って代わる標準に達しています。 したがって、LED照明の市場浸透率は急速に上昇します。

 

1. Specifications of LED Wafer on Silicon

1.1 LED Epiwafer on Silicon for Blue Light(mainly used in MicroLED display products)

アイテム	パラメータ
マイクロLEDウェーハサイズ	2インチ、4インチ、6インチ、8インチ
方向付け	C軸（0001）+/- 1°
P-（AlIn）GaN	120〜170 nm、[Mg]> 1E19 / cm3
InGaN / GaN多重量子井戸	100〜200 nm
nGaN	1.40 – 1.60 um、[Si] 〜5.0E18 / cm3
バッファー	1.50 – 1.70 um
平均主波長	450〜470 nm
ウェーハボウ	<±50um
FWHM	<20 nm
基板	Si（111）
基板の厚さ	100mm	800 um
	150ミリメートル	1ミリメートル
	200ミリメートル	1.15ミリメートル

 

1.2 LED Wafer on Silicon for Green Light

アイテム	パラメータ
サイズ	2インチ、4インチ、6インチ、8インチ
方向付け	C軸（0001）+/- 1°
P-（AlIn）GaN	100〜170 nm、[Mg]> 1E19 / cm3
InGaN / GaN多重量子井戸	200〜300 nm
nGaN	1.40 – 1.60 um、[Si] 〜5.0E18 / cm3
バッファー	1.50 – 1.70 um
平均主波長	500〜520 nm
ウェーハボウ	<±50um
FWHM	<40 nm
基板	Si（111）
基板の厚さ	100mm	800 um
	150ミリメートル	1ミリメートル
	200ミリメートル	1.15ミリメートル

2. LED Wafer Fabrication: we can offer fabrication service, you can separately order lift off and flip-chip bonding service, or full process of chip making.

2.1 Preparation of III-N LED Wafer:

Make sure Top (n-side up) surface quality before epitaxial lift-off and bonding.

2.2 Epitaxial Lift Off and Flip-Chip Bonding Specification:

a. Surface and material quality after bonding is same or better than starting wafer:Viable for n-contact formation for microLED applications;

b. Bonding metal / material to Si carrier wafer is highly conductive (lower resistivity than Si carrier wafer see below);

c. Si carrier wafer is highly conductive (low resistivity ~0.001-0.005 ohm-cm or less) to enable backside p-contact formation;

d. Si carrier wafer is clean (same LED wafer starting surface): No grease, grit or particles;

e. Si carrier wafer should be thick enough to handle with tweezers without shattering:

• 300 µm or 500um (+/- 10%) Si  available;
• To satisfy conductivity and contact formation requirements thinner wafer can be specified but we would need to review this.

2.3 Clean purchased samples as received:

a. Pattern samples with dual-tone photoresist (multiple steps): Develop in TMAH based developer;

b. Perform RIE where necessary;

c. Surface treatment of samples in dilute KOH solution under heated conditions;

d. Metalize (e-beam evaporation) top of mesa with n-contact metal;

e. Metalize (e-beam evaporation) backside of conductive Si wafer or bottom of mesa with p-contact metal: Anneal p-contact with RTA.

3. Why Choose Silicon-based LED Wafer for MicroLED Applications?

microLEDアプリケーションにシリコンベースのLEDウェーハソリューションを選択する理由を以下に示します。

第一に、シリコンは最大300 mmの直径を持つことができ、コストが低くなります。

第二に、粒子は成長プロセス中に表面に埋め込まれ、材料の品質を損なうため、粒子が少ないほど、エピタキシャルウェーハの品質が向上します。 シリコンは、高品質で低粒子レベルのLEDエピウェーハに適した基板を提供できます。

さらに重要なことには、 窒化ガリウム・オン・シリコン 成熟したシリコンベースの製造と互換性があるという利点があります。 LEDウェーハ製造のためのこの製造技術は非常に成熟しており、薄膜プロセスとアレイのモノリシック統合に使用できます。

最後に、適切なひずみ工学技術をGaN-on-silicon LEDエピタキシャルウェーハで使用して、良好な均一性と最小の反りを実現できます。

シリコン上のPAM-XIAMENGaN LEDウェーハの多数のテストは、それらがマイクロLEDの準備に強い可能性を持っていることを示しています。 PAM-XIAMEN LEDウェーハ材料は、30μm未満のウェーハ反り、80％を超える内部量子効率、および良好な波長均一性を備えており、microLEDディスプレイ製造の生産性向上を十分にサポートできます。

4. FAQ of GaN LED Wafer

Q1：Do we have to activate the p-type GaN on silicon below, i.e., perform a thermal cycle to have hydrogen out-diffuse, or was this step already done at your facility?

PAMP18168-SILED

Layer No.	材料	厚さ
8	P++ GaN	–
7	P-GaN	–
6	P-AlGaN	–
5	MQW	–
4	N-GaN	–
3	Undoped GaN	500nm
2	AlGaN buffer	–
1	AlNの	–
	Si (111) substrate

 

A：Yes, you should activate the Si-based p-type GaN under N2 at a certain degree for several minutes (190609). For more details, please contact victorchan@powerwaywafer.com.

Q2: What is highest p-type dopant concentration for the top layer of blue LED epitaxial Wafers (GaN or AlGaN) ?

 A: Mg doping concentration for the top layer of the blue GaN LED wafer is (1-5)E20, and Mg activation efficiency is 1%, so after activation, Mg doping concentration should be (1-5)E18.

Q3: Can you share the CTLM data with us of your ITO on your p-GaN/Si LED wafer?

A: We adopt four probe test method to test the GaN on Silicon LED wafer with ITO layer, and the corresponding data: at present, there are only the maximum, minimum and typical values:

Test Item	Condition	Parameter	Min.value	Typical value	Max value
test resistivity	after Annealing	p-GaN contact	1.00E-04	4.20E-04	1.00E-03

 

Q4: What is the method you use to deposit ITO on GaN/Si LED structure?

A: We deposit ITO on Si based LED structure by sputter.

詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.com そしてpowerwaymaterial@gmail.com.