Iluminación de alta eficiencia con LED blanco
El tamaño de la oblea desempeña un papel fundamental a la hora de determinar cuántos chips LED puede contener. Hasta el momento, los LED se han fabricado en capas planas. Cuanto mayor sea la cantidad de luz requerida, más grande debe ser la superficie de la oblea. Sin embargo, los chips LED parecen seguir ahora los pasos de la avanzada industria de los semiconductores en su viraje hacia lo tridimensional. En el marco del proyecto GECCO (3D GaN for high-efficiency solid-state lighting), unos investigadores han logrado ensamblar LED en formato tridimensional empleando los laterales verticales de unas estructuras tridimensionales de nitruro de galio (GaN). Cada LED constituye un pequeño faro que emite luz desde toda su superficie vertical. El prototipo del chip dispone de una superficie cinco veces mayor partiendo del mismo sustrato que los chips LED actuales, con lo cual genera mucha más luz. Según este modelo se pueden fabricar varios miles de chips más a partir de cada oblea. Como en la mayoría de los LED blancos, su superficie está recubierta de un material a base de fósforo que convierte la luz azul original en luz blanca. Utilizando procesos optimizados se han desarrollado matrices de estructuras submicrométricas tridimensionales de LED de GaN, aplicadas sobre plantillas con diseños previos, preparadas bien mediante litografía convencional, bien por nanoimpresión. Para conseguir la geometría tridimensional del chip, los investigadores han aplicado a la oblea una máscara especial por encima de las primeras capas semiconductoras depositadas. Las máscaras de crecimiento, necesarias para el desarrollo superficial selectivo, se han optimizado no solamente desde el punto de vista de la homogeneidad y la reproducibilidad, sino también con relación a sus propiedades aislantes dentro del chip LED. A continuación, el equipo investigador ha empleado un material de contacto transparente para recubrir las columnas tridimensionales de GaN y con ello garantizar que la corriente de excitación se pueda distribuir por toda la superficie. Al dar a conocer por vez primera un chip LED blanco a base de fósforo, el proyecto GECCO supone un paso adelante en la iluminación de estado sólido de alta eficiencia, si bien no se ha alcanzado en esta ocasión el valor perseguido de electroluminiscencia (200 lm/W).
Palabras clave
LED blanco, nitruro de galio (GaN), iluminación de estado sólido, chip tridimensional
