仅100微米 京瓷开发出全球最小GaN激光芯片

盖世汽车讯 11月2日，日本京瓷公司（Kyocera Corporation）宣布开发出新的薄膜工艺技术，用于为基于氮化镓（GaN）的微光源（包括短腔激光器和微型LED）制造独特的硅（Si）基板。

图片来源：京瓷

什么是微光源？

“微光源”是边测量小于100微米的光源，示例包括短腔激光器和微型LED。由于微光源具有更高的清晰度、更小的尺寸和更轻的重量等关键性能优势，因此被认为是下一代汽车显示器、可穿戴智能眼镜、通信设备和医疗设备的关键技术。

京瓷开发的新工艺

京瓷在日本京都的先进材料与器件研究所（Research Institute for Advanced Materials and Devices）成功开发出新工艺技术。首先，该公司在Si衬底上发展GaN层，且该层可以较低成本大量获得。然后GaN层被非生长材料（中心有一个开口）掩蔽。此后，当在Si衬底上形成GaN层时，GaN核生长在掩模中的开口上方。GaN层是生长核，在生长初期有很多缺陷。但是，通过横向形成GaN层，可以创建具有低缺陷密度的高质量GaN层，并且可以从GaN层的低缺陷区域成功制造器件。

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新工艺的优势

• GaN器件层更容易剥离：用非生长的材料掩蔽GaN层可以抑制Si衬底和GaN层之间的键合，从而大大简化了剥离过程。

• 低缺陷密度的高质量GaN器件层：由于京瓷工艺可以在比以前更宽的区域沉积低缺陷GaN，因此可以一致地制造高质量的器件层。

• 降低制造成本：京瓷的新工艺有助于将GaN器件层与相对便宜的Si衬底成功且可靠地分离，从而大大降低制造成本。

微光源应用

下一代汽车透明显示屏

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未来，自动驾驶将需要更亮、更高清晰度、更节能、更高透明度和更低成本的显示器。

AR/V应用

增强现实（AR）和虚拟现实（VR）的微光源市场预计将迅速扩大。智能眼镜等产品也将不断开发，通过VR中的元宇宙和AR中的“去智能手机化”推动创建进虚拟空间。虽然用于AR的传统半导体激光器长度仅为300微米，但京瓷采用全新的生产工艺，实现全球首个尺寸仅为100微米的激光器，这是切割方法的演变。

这种所谓的“新型切割方法”可将尺寸减小约67%，并有助于将功耗降至最低。 具有较低功耗的半导体激光器可以减小电池的尺寸和重量，从而提高贴合度。

京瓷将提供广泛的平台、基板和工艺技术，以在未来将高质量、低成本的微型光源推向市场。此外，该公司还旨在利用该新平台改变下一代显示和激光市场。