Silizium statt Saphir Osram fertigt erste Prototypen von GaN-LED-Chips auf Silizium

Osrams LED-Chips auf InGaN-Basis werden heute auf Wafern mit einem Durchmesser von 6 Zoll gefertigt.
Osram Hochleistungs-LED-Chips auf InGaN-Basis werden heute auf Wafern mit einem Durchmesser von 6-Zoll gefertigt.

Forschern von Osram Opto Semiconductors ist es gelungen, Prototypen blauer und weißer LEDs auf Basis lichtemittierender GaN-Schichten auf Siliziumsubstrat herzustellen, deren Effizienz und Helligkeit marktfähige Werte erreicht haben.

Bei diesen LED-Prototypen ersetzt das Silizium laut Osram ohne Qualitätsverlust bisher übliche Saphir-Substrate. Die neuen LED-Chips befinden sich bereits im Pilotstatus und werden unter realen Bedingungen getestet. Erste LEDs auf Silizium sollen schon in den nächsten zwei Jahren auf den Markt kommen.

»Unsere Investitionen in jahrelange Forschung zahlen sich aus, denn es ist uns gelungen, die Qualität der Gallium-Nitrid-Schichten auf den Silizium-Substraten so zu optimieren, dass Effizienz und Helligkeit inzwischen marktfähige Werte erreicht haben.«, so Dr. Peter Stauss, Projektleiter bei Osram Opto Semiconductors. Die blauen UX:3 Chips im Standard-Gehäuse Golden Dragon Plus erreichen laut Osram eine Rekordhelligkeit von 634 mW bei einer Spannung von 3,15 Volt. Das entspricht einer Leistungseffizienz von 58 Prozent – das sind herausragende Werte für 1 mm²-Chips bei 350 mA. In Kombination mit einem konventionellen Phosphorkonverter im Standard-Gehäuse – also als weiße LED – entsprechen diese Prototypen 140 lm bei 350 mA mit einer Effizienz von 127 lm/W bei 4500 K.

Die Vorteile von Siliziumsubstrat gegenüber Saphir als Substratmaterial ist neben dem deutlich geringeren Preis die Verfügbarkeit in größeren Maßstäben und eine bessere Thermoleitfähigkeit.