納米壓印是指通過像蓋章一樣把刻著精細(xì)圖案的模具按壓到基板等的上面，大量轉(zhuǎn)印該圖案的技術(shù)。最近，該技術(shù)的實(shí)用化案例越來越多。

用R2R方式量產(chǎn)LED用模具

采用納米壓印技術(shù)的精細(xì)圖案形成技術(shù)有助于提高LED和有機(jī)EL等的發(fā)光效率。東芝機(jī)械公司開發(fā)出了包括專用的壓印裝置在內(nèi)，將LED的發(fā)光效率提高20～30%的技術(shù)。利用在藍(lán)寶石基板表面形成凹凸圖案的“PSS”(Patterned Sapphire Substrate，圖形化藍(lán)寶石襯底)，提高了反射率等，從而提高了發(fā)光輸出。

東芝機(jī)械納米加工系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副業(yè)務(wù)部長(zhǎng)后藤博史表示，存在的問題是如何減少模具的缺陷數(shù)量，以及如何使成本比利用現(xiàn)有步進(jìn)器形成圖案時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。“基板有缺陷的話，LED就不會(huì)發(fā)光。而為降低成本反復(fù)使用模具的話，缺陷就會(huì)越來越多”。

該公司針對(duì)這兩個(gè)問題采取的對(duì)策是，把利用R2R方式大量復(fù)制的樹脂模具制成一次性產(chǎn)品。“把4英寸晶圓的成本降到5美元以下的目標(biāo)已有眉目”。樹脂模具還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是適合不一定平坦的藍(lán)寶石基板。

實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)GaN晶體

最近還出現(xiàn)了利用納米壓印技術(shù)進(jìn)一步提高LED效率的可能性。古河機(jī)械金屬、金澤工業(yè)大學(xué)、東芝機(jī)械以及早稻田大學(xué)副教授水野潤(rùn)的研究室利用納米壓印技術(shù)開發(fā)出了將GaN晶體的位錯(cuò)(位錯(cuò)：晶體中含有的線狀缺陷。此前GaN晶體的位錯(cuò)密度高達(dá)1×109/c㎡以上，被認(rèn)為是向LED流過大電流時(shí)導(dǎo)致發(fā)光效率降低的原因。)降至大約原來的1%的方法。

具體方法是：首先在原來的GaN晶體上形成SiO2薄膜，利用納米壓印技術(shù)形成幾十個(gè)nm寬的小口;然后再次生長(zhǎng)GaN晶體。這樣，SiO2膜下方的GaN晶體的位錯(cuò)就不會(huì)到達(dá)上方的GaN晶體，由此能減少上方GaN晶體的位錯(cuò)。早稻田大學(xué)的水野教授介紹說，“我們?cè)囍屏薒ED，確認(rèn)該技術(shù)可提高輸出功率并延長(zhǎng)壽命。應(yīng)該也能用于功率半導(dǎo)體”。

水野表示，該技術(shù)還有望降低LED的驅(qū)動(dòng)電壓。“由于位錯(cuò)少，以前必須達(dá)到140μm厚度的GaN晶體可大幅減薄至21μm以下”。