Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

June 12, 2013, NY--レンセラー工科大学スマートライティング・エンジニアリングリサーチセンタの研究チームは、LEDとパワートランジスタを同じGaNチップ上に集積することに成功した。この成果は、LED技術の新しい世代を開くことになる。製造が安価になり、効率が大幅に向上し、照明以外の新たな機能やアプリケーションが可能になる、と研究チームは説明している。
今日のLED照明システムの心臓部には、半導体材料窒化ガリウム(GaN)から造られたチップが存在する。LEDが機能を発揮するには、インダクタ、キャパシタ(＝コンデンサ)、シリコンインタコネクト、配線など、多くの外部コンポーネントをチップに実装、集積しなければならない。これら必要なコンポーネント全てを搭載したチップのサイズは大きくなるので、LED照明製品の設計、パフォーマンスは複雑になる。また、これらの複雑なLED照明システムのアセンブリ工程は緩慢であり、人手を必要とし、高価になる。
レンセラー工科大学電気・コンピュータ・システム工学部T. Paul Chow教授の新たな研究では、研究チームは、全てGaNでできたコンポーネントを持つチップを開発することでこの課題を解消しようと考えた。このモノリシック集積チップによりLEDデバイス製造は簡素化され、アセンブリ工程が減り、必要な自動化も少なくてすむ。さらに、モノリシック集積チップを持つLEDデバイスは少ないパーツで多機能、エネルギー効率向上、コスト効果改善、照明デザインの柔軟性の拡大などのメリットを持つ。
同教授と研究チームは、GaN LED構造を直接GaN HEMT構造上に成長した。その2つの領域を相互接続するために複数の基本技術を用い、同じGaNチップ上にHEMTとLEDのモノリシック集積を初めて実現した。サファイア基板に成長したデバイスは、標準的なGaN LEDデバイスに匹敵する光出力と、光強度が実証されている。Chow教授は、今回の成果を「光発光集積回路(LEIC)という新しい種類のオプトエレクトロニックデバイス実現のための重要な一歩である」と説明している。