|
LED襯底材料大全：http://www./sell/list-144.html LED襯底材料的概念、作用、種類及性能比較 概念：
襯底又稱基板，也有稱之為支撐襯底。
作用：
襯底主要是外延層生長(zhǎng)的基板，在生產(chǎn)和制作過(guò)程中，起到支撐和固定的作用。且與外延層的特性配合要求比較嚴(yán)格，否則會(huì)影響力到外延層的生長(zhǎng)或是芯片的品質(zhì)。
LED襯底材料的種類
目前市面上GaN基系列一般有三種材料可作為襯底：藍(lán)寶石(Al2O3)；硅(Si)；碳化硅(SiC)。
除了以上三種常用的襯底材料之外，還有GaAs、AlN、ZnO等材料也可作為襯底，通常根據(jù)設(shè)計(jì)的需要選擇使用。
1、藍(lán)寶石襯底
 通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底上。
優(yōu)點(diǎn)：
藍(lán)寶石襯底的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好
藍(lán)寶石的穩(wěn)定性很好能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過(guò)程中
藍(lán)寶石的機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗
缺點(diǎn)
晶格失配和熱應(yīng)力失配，導(dǎo)致外延層中產(chǎn)生大量缺陷，同時(shí)給后續(xù)的器件加工工藝造成困難；
藍(lán)寶石是絕緣體，電阻率大于1011Ω·cm，無(wú)法制作垂直結(jié)構(gòu)的器件；
在外延層上表面制作n型和p型電極，造成了有效發(fā)光面積減少，同時(shí)增加了器件制造中的光刻和刻藝過(guò)程，使材料利用率降低、成本增加；
藍(lán)寶石的硬度非常高，僅次于金剛石，需要的對(duì)它進(jìn)行薄和切割，又增加一筆較大的投資；
藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性能不是很好
2、硅襯底
目前有部分LED芯片采用硅襯底。
硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是L接觸（Lateral-contact , 水平接觸）和V接觸（Vertical-contact，垂直接觸），簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)型電極和V型電極。
通過(guò)這兩種接觸方式，LED芯片內(nèi)部的電流可以是橫向流動(dòng)的，也可以是縱向流動(dòng)的。由于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了LED的發(fā)光面積，從而提高了LED的出光效率。
因?yàn)楣枋菬岬牧紝?dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長(zhǎng)了器件的壽命。
3、碳化硅襯底
SiC是IV-IV族二元化合物，也是元素周期表IV族元素中唯一的穩(wěn)定固態(tài)化合物，一種重要的半導(dǎo)體材料。
具有優(yōu)良的熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，不但是制作高溫、高頻、大功率電子器件的最佳材料之一，同時(shí)又可以用作基于GaN的藍(lán)色發(fā)光二極管的襯底材料。
帶寬隙半導(dǎo)體材料SiC所制功率器件可以承受更高電壓、更大電流、耗盡層可以做的更薄，因而工作速度更快，可使器件體積更小、重量更輕。
碳化硅襯底的導(dǎo)熱性能（碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)為490W/(m·K)）要比藍(lán)寶石襯底高出10倍 以上；
使用碳化硅襯底的芯片電極為L(zhǎng)型，兩個(gè)電極分布在器 件的表面和底部，所產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)電極直接導(dǎo)出；同時(shí)這種襯底不需要電流擴(kuò)散層，因此光不會(huì)被電流擴(kuò)散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。
但是相對(duì)于藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。另外，SiC襯底吸收380納米以下的紫外光，不適合用來(lái)研發(fā)380納米以下的紫外LED。
4、氮化鎵
用于GaN生長(zhǎng)的最理想襯底是GaN單晶材料，可以大大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降低位錯(cuò)密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，提高器件工作電流密度。
但是制備GaN體單晶非常困難，到目前為止還未有行之有效的辦法。
5、氧化鋅
ZnO之所以能成為GaN外延的候選襯底，是因?yàn)閮烧呔哂蟹浅ｓ@人的相似之處。兩者晶體結(jié)構(gòu)相同、晶格識(shí)別度非常小，禁帶寬度接近（能帶不連續(xù)值小，接觸勢(shì)壘?。?。
但是，ZnO作為GaN外延襯底的致命弱點(diǎn)是在GaN外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中易分解和腐蝕。
目前，ZnO半導(dǎo)體材料尚不能用來(lái)制造光電子器件或高溫電子器件，主要是材料質(zhì)量達(dá)不到器件水平和P型摻雜問(wèn)題沒有得到真正解決，適合ZnO基半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)的設(shè)備尚未研制成功。
6、襯底的性能比較
（1）藍(lán)寶石、硅和碳化硅三種襯底的性能比較
 （2）用于氮化鎵生長(zhǎng)的襯底材料性能優(yōu)劣比較
 |
|
|
來(lái)自： 云中子821 > 《LED 知識(shí)》
