Китай 300 компаний делают светодиодные источники света, частично с серийным производством; часть из них сертифицирована для американского рынка. 100 компаний. - презентация

1 Китай 300 компаний делают светодиодные источники света, частично с серийным производством; часть из них сертифицирована для американского рынка. 100 компаний делают светодиоды 3 компании имеют эпитаксиальное оборудование и производят исходные структуры и чипы; в 1-й компании – 8 эпитаксиальных установок; есть компания от фирмы SemiLEDs (20 млн. СД в месяц) Шоссейная дорога со светодиодными осветителями (так сделано 600 км) Мост через реку Янцзы

2 ЯПОНИЯ Международная Премия «Kyoto Prize» в области высоких технологий по разделу «Электроника» присуждена в 2009 г. профессору Исаму АКАСАКИ за пионерские работы по созданию p-n- переходов в нитриде галлия и за его вклад в разработку светодиодов синего свечения. А.Э.Юнович, «Светотехника», 2010, 2, с

3 Развитие работ по нитридным полупроводникам в мире, Конференции IWN-2008 и ICNS - 8 International Workshop on Nitride Semiconductors IWN-2008, October 6-10, 2008, Montreux, Switzerland. ww.ledinside.com/IWN2008_ Более 500 участников и около 200 студентов; 17 приглашенных докладов и 6 докладов о последних достижениях в первые дни семинара; более 150 устных докладов на 7 секциях; около 300 стендовых докладов; 9 обзорных докладов по тематике секций. The 8 th International Conference on Nitride Semiconductors, ICNS-8 (Южная Корея, остров Жежу, октябрь 2009 г.) icns8.org/index.php Организатором Конференции было «Society of LED and Solid State Light» Было представлено более 230 приглашенных, обзорных и устных докладов, около 500 стендовых докладов. Около 15 – российские авторы. Разделы: Подложки для нитридной эпитаксии; нитрид индия и твердые растворы с большим содержанием индия; нитрид алюминия и твердые растворы с большим содержанием алюминия; неполярные эпитаксиальные слои; наноструктуры; новые физические идеи и приборы; оптоэлектроника – физические явления и материалы; оптоэлектроника – технология и приборы; электронные приборы. От организатора следующего семинара профессора Ветцеля (C.Wetzel) получена просьба рекомендовать доклады, которые могут быть приглашены на этот семинар: «International Workshop on Nitride Semiconductors IWN-2010, September 6-10, 2010, Tampa, Florida, USA».

4 Принципиально решенные задачи Создано оборудование для массового производства структур, чипов, светодиодов. Разработана технология роста гетеростуктур с квантовыми ямами типа InGaN/AlGaN/GaN на подложках из сапфира и SiC с внутренним квантовым выходом излучения до 80%. Разработаны методы увеличения оптического вывода излучения из кристалла СД. Разработаны эффективные люминофоры для создания «холодного», «нейтрального» и «теплого» белого свечения. Рекордные значения световой отдачи (при токе 350 мА): 209 лм/Вт в лабораториях, лм/Вт в лучших промышленных, лм/Вт в массовых коммерческих партиях.

5 Основные направления исследований и разработок светодиодов Усовершенствование установок эпитаксиального роста Новые подложки для эпитаксиального роста структур. Совершенствование технологии роста гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN для большей однородности и большего выхода годных приборов. Исследование механизмов тока и рекомбинации для уменьшения падения эффективности при больших плотностях тока. Разработки эффективных люминофоров для улучшения световой отдачи и цветовых характеристик белых СД. Разработка методов уменьшения теплового сопротивления и отвода тепла от СД. Разработка эффективных источников питания, конструкций различных светодиодных ламп. Исследование биофизических проблем восприятия светодиодного освещения человеческим зрением. Выработка стандартов и норм светодиодного освещения. Автоматизация производства светодиодов и светодиодных ламп.

6 Исследования и разработки, необходимые для совершенствования светодиодной технологии с целью с целью значительного удешевления стоимости (Solid-State Lighting Research and Development: Manufacturing Roadmap, Sept. 2009) Улучшить понимание процесса роста структур. Совершенствовать методы контроля роста «in-situ». Улучшать качество и совершенство сапфира и SiC подложек., исследовать новые GaN и Si подложки. Однородность и воспроизводимость структур. Новые установки для эпитаксиального роста. Объем и автоматизация производства. Уменьшение времени ростового цикла. (Доклады А.Гурария и Ф.Шульте) Обеспечить 2-кратное уменьшение стоимости для оборудования каждые 5 лет. Стандартизация параметров на разных этапах. Быстрые методы контроля. Технология люминофоров и их нанесения. Постоянество цветоваых параметров. - Конференция на Тайване, январь 2010 г.

7 Подложки для эпитаксиального роста структур – сапфир, SiC, Si. Перспективы до 2016 г. HVPE Bulk (LPE, ammonothermal, modified HVPE, sublimation, size new technique) price size (wafer to wafer process) 2 inch C-plane 4-6 inch C-plane Non-polar Подложки из GaN и AlN, выращенные хлор- гидридным или аммоно- термальным методом должны обеспечить меньшую плотность дефектов и дислокаций, большую эффективность и долговечность; возможность кристаллографи- ческой ориентации плоскости роста. International Workshop on Nitride Semiconductors, Montreux, Suisse, Oct. 2008

8 Фирма GE Lumination LLC разрабатывает конструкцию СД с удаленным от кристалла люминофором для улучшения цветовых характеристик белых СД (Vio)despande_warmwhite__silicon_sanhose2010.pdf Фирма Filips разрабатывает технологию изготовления СД c применением эпитаксии на подложках из Si диаметром 150 мм; дешевле, по сравнению с подложками из Al 2 O 3 на 60% craven_silicon_sanhose2010.pdf и простые методы оценки надежности и долговечности белых СД hodapp_simplicity_sanhose2010.pdf Фирма Osram разрабатывает методику улучшения модульных конструкций СД светильников, в которой заменяется последовательно только наиболее быстро изменяющийся элемент, без изменения остальных частей levy_design_sanhose2010.pdf Фирма Applied Materials, Inc усовершенствует установки для эпитаксиального роста так, чтобы уменьшить разброс параметров СД по пластине, между пластинами и от цикла к циклу patibandla_nitride_sanhose2010.pdf Фирма Ultratech разрабатывает автоматизированные методы литографии в технологии «чипов» для СД hawryluk_litography_sanhose2010.pdf …………… Доклады (часть) на Семинаре DOE SSL R&D Manufacturing Workshop, April 21, 2010

9 Экономические цели Американская программа предполагает увеличить световую отдачу (с 2009 до 2020 г.) от 113 до 243 лм/Вт для холодных и от 70 до 234 лм/Вт для теплых белых светодиодов. Стоимость электроэнергии предполагается уменьшать от 25 до 1 $/клм для холодных и от 36 до 1.1 $/клм для теплых белых СД. Предсказывается, что световой поток от одного СД будет увеличиваться в 20 раз за 10 лет и достигнет лм к 2020 г. Стоимость 1 клм - уменьшится в 10 раз за 10 лет и может достигнуть $/клм в 2020 г.