“可实现1m见方的大面积GaN LED” 东大在碳薄膜上层叠GaN

　东京大学生产技术研究所教授藤冈洋的研究组与神奈川科学技术研究院（KAST）宣布，共同开发出了在柔性底板上形成由氮化镓（GaN）构成的LED技术。由于制造方法采用的是易于支持大面积和量产的PVD（物理气相沉积法）的一种，因此“以低成本制造1m见方的面发光大面积GaN LED也是完全可能的”（藤冈）。目前，虽然尺寸只有2cm见方，并且只确认了照射紫外线时的“光激励”发光，不过几个月内将进行与LED一样的电流激励发光实验。

通过照射紫外线来确认光激励发光。薄板是通过在2cm见方的有机聚合体烧结石墨薄板上层叠AlN和GaN薄膜而实现的

　　东大的藤冈等研究人员在此次的GaN LED中未采用普通的蓝宝石底板，而是采用了“有机聚合体烧结石墨薄板（PGS）”。PGS是片状的树脂片在无氧和3000℃高温条件下烧结而成的石墨薄板。采用的是C原子以六角形的形状连接成面、各面层叠在一起的结构。厚度为25～100μm。“表面达到原子水平的平整程度”（藤冈）。

底板与GaN的接合面的模型。首先在碳（C）网格上接合氮（N），然后在上面形成GaN的结晶

　　目前已证实，在这种PGS上，利用藤冈等研究人员自主开发的PVD，使GaN和氮化铝（AlN）结晶生长，可以形成无结晶缺陷的质量非常高的结晶。“无论是X线分析还是发光光谱分析，结晶质量都与市售的GaN LED相当或者更高”（藤冈）。在普通的GaN中，由于存在结晶缺陷，在比3.3eV发光波长（约365nm）更长的波长范围内存在几个发光峰值。而此次的产品则几乎没有多余的发光峰值。

　　形成GaN膜所使用的PVD名称为“脉冲激励堆积法”。该方法是藤冈对制造液晶面板等采用的溅射法进行自主改进而实现的。具体方法是利用脉冲等离子使金属Ga升华，然后使其与氮气反应。GaN的处理温度为600～800℃。“容易应用于大面积产品。如果是厂商，可迅速制造出大面积LED”（藤冈）。

GaN的N与PGS的C相结合

　　藤冈等表示，之所以能够在PGS上形成高质量GaN结晶，原因之一是构成PGS的C原子与GaN等氮化物内的六角形氮（N）原子的晶格间隔基本一致，并且PGS的C-C键合具有捕获N固定的性质。“其形成过程是N首先固定在PGS上，然后GaN结晶在上面生长”（藤冈）。

在用作底板的蓝石墨薄板（厚100μm）上放置GaN结晶模型后的样子

　　因为PGS“导热率高，是铜（Cu）的4倍，所以常被用作PC的散热片等，并且与蓝宝石底板相比相当便宜”（藤冈）。而且还具有超薄、柔软、耐热性高的特点，因此能够以低成本实现大面积且超薄、像布一样柔软的发光薄膜。以高价材料著称的镓（Ga）“只要厚度在1μm以下，即使是大面积也只需要很少的数量”（藤冈）。

　　藤冈等将在2008年3月27～30日举行的应用物理学会“第55届学术演讲会”上公布此次技术的详细内容