科研成果
2英寸GaN单晶衬底
(1)采用HVPE技术直接在AlN/蓝宝石衬底上生长GaN单晶层,有效节省了MOCVD制造环节,简化工艺流程。 (2)采用266nm激光对GaN/蓝宝石进行剥离,激光透过AlN缓冲层聚焦在GaN界面,AlN缓冲层吸收GaN受热分解在局域产生的热量而变成熔融态,在蓝宝石与GaN之间形成有效缓冲,减少了GaN的碎裂几率,提高了产品良率。
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4英寸GaN单晶衬底
在自主知识产权的HVPE设备下,获得了4英寸GaN单晶体材料。XRD测试结果表明,目前工艺获得的4英寸单晶衬底的(0002)与(10-12)半峰宽都低于100弧秒,晶体位错密度达到6次方。
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2-4英寸GaN/Al₂O₃复合衬底
主要研究多片式GaN衬底外延生长中的膜厚均匀性,达到片内不均匀性小于±5%,片间不均匀性小于3%;同时研究生产中的稳定性,可重复性及可控性。(1)采用HVPE技术直接制备GaN复合衬底的新工艺,简化 MOCVD制备环节,降低制造成本。(2)HVPE技术在AlN缓冲层成核生长GaN的新技术,通过五三比调控GaN成核与生长模式提高GaN晶体质量。
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6英寸硅基GaN HEMT外延材料
利用MOCVD所研发的GaN HEMT外延材料产品达到产业化的性能指标。均匀性小于2.5%,耐压为780V@1μA/mm²,二维电子气迁移率大于2200 cm²/v.s,方阻小于400ohm/sq,载流子浓度大于4.5*1E12/cm²,符合650V器件应用领域的材料要求。GaN HEMT外延材料产品制备成器件后,相比传统硅器件,GaN HEMT具备高迁移率、低导通、高电压、小型化轻量化、更高电能转换效率、更高的功率密度等方面优势,符合绿色节能的科技发展。可以用于汽车电子、5G通信、电力运输、轨道交通、数据中心、太逆变器、办公数码等涉及电能转换相关领域。
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蓝绿光外延材料
掌握高亮度蓝绿光外延片材料生长技术,通过调控外延工艺,引入极化热导工艺,实现高空穴浓度的P型掺杂,空穴浓度达到1*E18/cm³。通过量子阱界面调控,实现较为陡峭的垒阱界面,达到了比较理想的载流子限制效果,在XRD干涉图谱中出现的多级卫星峰的衍射。绿光外延片的开启电压为3.1V,蓝光外延片的开启电压为2.7V,极低的反向漏电流,展现了良好的伏安特性。在PL mapping测试中,蓝光发光波长在±5nm,展现良好的波长均匀性。
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2英寸多晶金刚石自支撑衬底
通过成核面剥离技术,制备了2英寸单面光滑的多晶金刚石薄膜,Ra<1nm,透光率范围0-70%,导热率500-2000W/(m·K) 。为金刚石在高质量密封件、热沉材料、导弹罩,电子、光电子领域元器件的封装散热以及耐磨损的各种光学镜头、窗口材料等的制备及应用提供基础。
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GaN衬底大功率蓝光激光器件
通过GaN衬底外延生长高质量III-V族半导体材料,开发高功率、高效率以及高可靠性蓝光激光器的芯片制备工艺技术,掌握高功率激光芯片的新型热管理封装技术,获得高功率GaN基蓝光激光器芯片,实现高功率蓝光激光器芯片的国产替代,打破国际垄断局面。
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太赫兹应用器件
通过材料生长与工艺制程整合,实现氮化镓基的太赫兹应用器件,输出频率大于150G,截止频率大于300G。
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氮化铝陶瓷基板MCOB LED光源
(1)AlN陶瓷基板进行光学碗杯设计实现二次光学处理工艺,氮化铝陶瓷基板进行光学碗杯设计,AlN陶瓷基板MCOB光源模块分立式封装工艺,节省LED的一次封装成本、光源集成模组的制作成本和二次配光成本。
(2)设计了二次光学碗杯的AlN陶瓷基板坯体进行了激光加工和烧结制备工艺,在陶瓷基板中掺杂熔点较低的有机物和荧光粉用于助熔、粘接、反光。
(3)针对MCOB封装的AlN陶瓷基板的曲面的DPC金属化处理工艺。在AlN陶瓷基板上进行曲面金属化工艺和反光层电镀工艺,在国内还是首次提出并进行研发和产业化。
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基于智能控制的COB LED植物光源模组
(1)采用高导热氮化铝陶瓷基板满足LED生物集成光源的封装散热和LED电子控制系统的散热需求。(2)生物照明COB光源采用模块化阵列式设计,满足生物照明全波段400~800nm的光合作用光子流量。 (3)光敏传感器的光环境采样处理和APP控制系统相结合的智能化LED生物照明光源模块。
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一种小角度高功率的远距离可见光通信AlN基板LED发射模组
(1)AlN陶瓷封装基板作为LED高功率小尺寸光源的封装基板,具有明显优势:A.导热性较高,约为氧化铝的7倍。B.热膨胀系数:接近于硅(Si),与LED芯片材质相匹配。C.较高电气绝缘,较低介电常数。D.机械强度高于氧化铝等其它封装基板的机械强度。 (2)优化COB封装芯片数量及多芯片拓扑分布,以实现光照面积小、光输出集中、发光均匀、光照度高的COB光源。 (3)采用FlipChip的晶圆化封装技术,可以减少LED光源的外形尺寸和发光面积尺寸,有利于二次光学设计。有效避免金线焊接可能引起的各种风险,增大LED光源寿命。同时,覆晶焊接采用Chip金属与金属直接接触的方式,使LED芯片在大电流工作下,散热通道好,热阻减少,散热能力比传统封装更好。
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FARM BOX分布式智慧植物工厂
与马来西亚拉曼大学学院,中实创科技强联合共建光生物应用中心,占地500平米,共同研发FARM BOX分布式智慧植物工厂项目,把自然植物与科技精粹完美结合,突破现有技术,以绿色科技,改变生活。
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