AZZURRO實現(xiàn)150mm(6吋)晶圓GaN-on-Si制造可顯著降低LED成本
[導讀]AZZURRO半導體成立于2003年，具有專利的大直徑矽基板氮化鎵(GaN-on-Si)技術，該技術源自德國Magdeburg大學，在2010年10月獲得包括Wellington Partners、Good Energies和Emerald等4家創(chuàng)投業(yè)者共1,500萬歐元的資金投入
AZZURRO半導體成立于2003年，具有專利的大直徑矽基板氮化鎵(GaN-on-Si)技術，該技術源自德國Magdeburg大學，在2010年10月獲得包括Wellington Partners、Good Energies和Emerald等4家創(chuàng)投業(yè)者共1,500萬歐元的資金投入后，已正式在德烈斯登(Dresden)設立公司與產能，開始投入量產。
AZZURRO目前有2臺MOCVD(有機金屬化學氣相沉積法)機臺，將于2011年10月完成量產設置，預計能達到每月1,400片150mm(6吋)晶圓的出貨量。 未來仍將持續(xù)擴充產能，規(guī)劃2013年達到每月1萬片晶圓，以及2015年達到2.7萬片晶圓的產能。
運用AZZURRO的專利應力控制技術，能準確控制矽基板上GaN薄膜的曲度。
LED是一個成長快速的市場，市場規(guī)模超過110億美元，不管是電視、筆電和行動裝置用的背光設計，或是固態(tài)照明應用，都是各家業(yè)者所看好的商機所在，也吸引了眾多業(yè)者投入，市場競爭非常激烈。
目前LED產業(yè)仍是以50mm(2吋)或100mm(4吋)的藍寶石基板為基礎，若能利用大直徑的矽基板氮化鎵(GaN-on-Si)技術，便有可能充分發(fā)揮現(xiàn)有矽晶生態(tài)系統(tǒng)的完備技術與規(guī)模經濟效益，達到降低整體LED成本的目標。 若比較現(xiàn)行150mm(6吋)藍寶石基板和運用AZZURRO專利GaN-on-Si技術的150 mm(6吋)晶圓，可達到超過75%原料的成本節(jié)省。
雖然GaN-on-Si具顯著的成本優(yōu)勢，但由于技術上的困難度，因此一直未能在LED業(yè)界廣泛應用。 主要問題在于，由于矽基板和GaN的熱膨脹系數(shù)不同，在制程中會因為兩種材質間的晶格錯位而產生應力，進而形成曲度(bow)和薄膜厚度不均的問題。
曲度和薄膜厚度不均不僅會在后段加工時可能產生破裂，同時也會造成同一片晶圓上制作出的LED具不同的峰值波長(peak wavelength)，增加了日后分選(binning)的困擾。 根據AZ??ZURRO于2011年第2季完成的150mm(6吋)GaN-on-Si晶圓來看，已可達到平均厚度6.1μm、標準差0.062μm，以及平均峰值波長451.9nm、標準差2.1nm的水準。
此外，從AZZURRO過去12個月對數(shù)百片晶圓進行GaN薄膜制程控制的數(shù)據來看，已將曲度標準差從85μm逐步漸少到15μm。 同時，運用增強的曲度控制和補償(offset)曲度控制，可進一步縮小或達到0曲度的目標。 甚至，AZZURRO也可以依照客戶的需求，滿足客制化曲度需求。
這主要是透過AZZURRO專利的應力控制技術，才能克服曲度和薄膜厚度不均的問題，也才能使大直徑GaN-on-Si技術得以實現(xiàn)商業(yè)化應用的重要關鍵。 除了LED，GaN-on-Si亦適用于功率半導體(power semiconductors)、RF/PA等應用。
雖然業(yè)界對于GaN-on-Si LED是否能達到與藍寶石LED相同的效能或有疑慮，但已有研究證明，GaN-based LED確實能達到相似效能，而且非常適用于高功率和具成本效益的固態(tài)照明應用。
除了成本，GaN-on-Si與藍寶石相比，還有其它的優(yōu)勢。 它能利用現(xiàn)有的矽晶制程技術，切割等后段制程技術與資源都非常成熟與完備。 此外，在生產HB和UHB LED產品所需的覆晶安裝(flip chip mounting)時，矽晶材質比藍寶石更易移除，不但生產周期可顯著縮短，還能獲得更佳的良率。
AZZURRO的150mm(6吋)GaN-on-Si晶圓現(xiàn)已開始提供樣本給客戶，正進行認證，預計2011年底客戶就能正式推出采用GaN-on-Si技術的LED元件。 同時，2011年底以前，AZZURRO將能提供200mm(8吋)晶圓的GaN-on-Si技術，更預計于2012年推出300mm(12吋)晶圓技術，進度遙遙領先其他業(yè)者。
臺灣擁有完整的矽晶以及LED產業(yè)鏈，是AZZURRO非常重視的市場。 AZZURRO預計于2011年7月中在臺灣成立技術與客戶服務團隊，積極與業(yè)者合作，協(xié)助他們從目前的藍寶石轉換為采用矽晶基板架構的LED元件生產。 根據AZ??ZURRO與現(xiàn)有客戶的合作經驗，大約4個月的時間就可順利轉換，未來更將進一步擴充至200mm(8吋)晶圓應用，大幅??節(jié)省成本。
作者簡介：
AZZURRO Semiconductors業(yè)務和行銷副總裁
Erwin Ysewijn自1989年服務于日立半導體公司開始，便累積了豐富的行銷與業(yè)務經驗，并熟悉亞洲市場，包括日本、南韓、臺灣和大陸等地，亦曾負責執(zhí)行多項策略購并計畫，顯著推動業(yè)務成長。 在加入AZZURRO之前，Ysewijn是Lantiq公司的全球行銷部門主管。
AZZURRO目前有2臺MOCVD(有機金屬化學氣相沉積法)機臺，將于2011年10月完成量產設置，預計能達到每月1,400片150mm(6吋)晶圓的出貨量。 未來仍將持續(xù)擴充產能，規(guī)劃2013年達到每月1萬片晶圓，以及2015年達到2.7萬片晶圓的產能。
運用AZZURRO的專利應力控制技術，能準確控制矽基板上GaN薄膜的曲度。
LED是一個成長快速的市場，市場規(guī)模超過110億美元，不管是電視、筆電和行動裝置用的背光設計，或是固態(tài)照明應用，都是各家業(yè)者所看好的商機所在，也吸引了眾多業(yè)者投入，市場競爭非常激烈。
目前LED產業(yè)仍是以50mm(2吋)或100mm(4吋)的藍寶石基板為基礎，若能利用大直徑的矽基板氮化鎵(GaN-on-Si)技術，便有可能充分發(fā)揮現(xiàn)有矽晶生態(tài)系統(tǒng)的完備技術與規(guī)模經濟效益，達到降低整體LED成本的目標。 若比較現(xiàn)行150mm(6吋)藍寶石基板和運用AZZURRO專利GaN-on-Si技術的150 mm(6吋)晶圓，可達到超過75%原料的成本節(jié)省。
雖然GaN-on-Si具顯著的成本優(yōu)勢，但由于技術上的困難度，因此一直未能在LED業(yè)界廣泛應用。 主要問題在于，由于矽基板和GaN的熱膨脹系數(shù)不同，在制程中會因為兩種材質間的晶格錯位而產生應力，進而形成曲度(bow)和薄膜厚度不均的問題。
曲度和薄膜厚度不均不僅會在后段加工時可能產生破裂，同時也會造成同一片晶圓上制作出的LED具不同的峰值波長(peak wavelength)，增加了日后分選(binning)的困擾。 根據AZ??ZURRO于2011年第2季完成的150mm(6吋)GaN-on-Si晶圓來看，已可達到平均厚度6.1μm、標準差0.062μm，以及平均峰值波長451.9nm、標準差2.1nm的水準。
此外，從AZZURRO過去12個月對數(shù)百片晶圓進行GaN薄膜制程控制的數(shù)據來看，已將曲度標準差從85μm逐步漸少到15μm。 同時，運用增強的曲度控制和補償(offset)曲度控制，可進一步縮小或達到0曲度的目標。 甚至，AZZURRO也可以依照客戶的需求，滿足客制化曲度需求。
這主要是透過AZZURRO專利的應力控制技術，才能克服曲度和薄膜厚度不均的問題，也才能使大直徑GaN-on-Si技術得以實現(xiàn)商業(yè)化應用的重要關鍵。 除了LED，GaN-on-Si亦適用于功率半導體(power semiconductors)、RF/PA等應用。
雖然業(yè)界對于GaN-on-Si LED是否能達到與藍寶石LED相同的效能或有疑慮，但已有研究證明，GaN-based LED確實能達到相似效能，而且非常適用于高功率和具成本效益的固態(tài)照明應用。
除了成本，GaN-on-Si與藍寶石相比，還有其它的優(yōu)勢。 它能利用現(xiàn)有的矽晶制程技術，切割等后段制程技術與資源都非常成熟與完備。 此外，在生產HB和UHB LED產品所需的覆晶安裝(flip chip mounting)時，矽晶材質比藍寶石更易移除，不但生產周期可顯著縮短，還能獲得更佳的良率。
AZZURRO的150mm(6吋)GaN-on-Si晶圓現(xiàn)已開始提供樣本給客戶，正進行認證，預計2011年底客戶就能正式推出采用GaN-on-Si技術的LED元件。 同時，2011年底以前，AZZURRO將能提供200mm(8吋)晶圓的GaN-on-Si技術，更預計于2012年推出300mm(12吋)晶圓技術，進度遙遙領先其他業(yè)者。
臺灣擁有完整的矽晶以及LED產業(yè)鏈，是AZZURRO非常重視的市場。 AZZURRO預計于2011年7月中在臺灣成立技術與客戶服務團隊，積極與業(yè)者合作，協(xié)助他們從目前的藍寶石轉換為采用矽晶基板架構的LED元件生產。 根據AZ??ZURRO與現(xiàn)有客戶的合作經驗，大約4個月的時間就可順利轉換，未來更將進一步擴充至200mm(8吋)晶圓應用，大幅??節(jié)省成本。
作者簡介：
AZZURRO Semiconductors業(yè)務和行銷副總裁
Erwin Ysewijn自1989年服務于日立半導體公司開始，便累積了豐富的行銷與業(yè)務經驗，并熟悉亞洲市場，包括日本、南韓、臺灣和大陸等地，亦曾負責執(zhí)行多項策略購并計畫，顯著推動業(yè)務成長。 在加入AZZURRO之前，Ysewijn是Lantiq公司的全球行銷部門主管。
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