中心近年工程化开发、成果转化、产学研典型案例和产业化经济效益情况

以GaN基LED为核心的半导体照明产品具有发光效率高、节能、寿命长、绿色环保等优点，被列入国家中长期发展规划纲要第一重点领域的第一优先主题。目前我国半导体照明产业已经具备一定的基础，但高端产品研发不足，缺乏国际竞争力，高端市场被国外大公司垄断。蓝宝石图形衬底与氮化镓LED外延技术密切关联，位于半导体照明产业链上游，是提高氮化镓蓝光二极管发光效率、制备高端半导体照明器件的重要技术途径，是半导体照明战略性新兴产业仅存的几个制高点之一。随着高效半导体照明产品在液晶显示、市政照明等领域的应用推广，高端产品需求旺盛，图形衬底市场出现一片难求的局面，价格居高不下。

半导体集成技术中心开发具有自主知识产权的蓝宝石图形衬底关键技术研究并逐步推向产业化,有助于提升我国半导体照明产业整体水平，推进自主品牌半导体照明节能产品的推广应用，加快北京市战略性绿色科技新兴产业发展，提升北京市在半导体照明产业中所处的地位。

根据蓝宝石图形衬底行业、国内外研究发展现状与趋势分析，综合考虑技术成熟度、可行性、及市场需求等因素，半导体所集成中心研发了干法刻蚀微米级图形衬底制备技术。图形尺寸选择微米量级，可采用步进式曝光系统实现图形转移，通过ICP干法刻蚀系统实现蓝宝石刻蚀，制备出的蓝宝石图形衬底形貌、尺寸可控，均匀性、稳定性好，剖面平滑，易于MOCVD外延生长,满足外延市场对于蓝宝石图形衬底的要求。半导体所集成中心开发的蓝宝石图形衬底制备技术，主要研究内容涵盖蓝宝石图形衬底结构设计、稳定可控掩膜制备技术、均匀性可控蓝宝石图形衬底刻蚀技术、清洗封装及无损检测技术、基于蓝宝石图形衬底的氮化镓外延技术研究等, 以及图形衬底的全套制备和检测技术。

中心可以制备不同规格的图形衬底，标准尺寸如下：

1、图形周期：3.0μm

2、高度：1.5±0.15μm

3、图形底部宽度：2.4±0.1μm

4、图形间隙：0.6±0.1μm

小批量制备的成品率达到92%以上。

 

半导体所集成中心采用干法刻蚀技术制备蓝宝石图形衬底，通过几年的工艺积累和开发，已把相关技术应用在了一条月产5000片两寸蓝宝石图形衬底的中试线上，取得了很好的中试效果，中试样片已供清华同方，扬州中科半导体照明有限公司，广东中科宏微半导体设备有限公司等多家公司进行了外延验证。

此项技术适合我国当前创新型企业需要的技术成果，使得LED相关企业首先有产品科研维持和发展，并在发展中结合科研力量做强做大，也可以将技术转让给有实力的相关上下游企业，使得企业能够整合优势形成更大的利润空间。现正在着手把此项技术向企业转移，初步转移规模为，建立一条月产5万片两寸蓝宝石图形衬底的生产线，技术转移事项已进入实质性谈判阶段。

作为技术储备，还通过纳米压印，激光全息曝光和聚合物球转移曝光等技术对下一代图形衬底纳米级图形衬底进行了试验性研究。