LED芯片衬底材料有哪些

LED芯片衬底材料有哪些

对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。
　　目前市面上一般有三种材料可作为衬底： 蓝宝石（Al2O3）、硅 (Si) 、碳化硅（SiC）
　　蓝宝石衬底
　　通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点：首先， 蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多 数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。
　　硅衬底
　　目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式，分别是L接触（Laterial-contact , 水平接触）和V接触（Vertical-contact，垂直接触），以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式，LED芯片内部的电流可以是横向流动的，也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动，因此增大了LED的发光面积，从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体，所以器件的导热性 能可以明显改善，从而延长了器件的寿命。
　　碳化硅衬底
　　碳化硅衬底（美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底）的LED芯片电极是L型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好，有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯碳化硅衬底的导热性能（碳化硅的导热系数为490W/(m·K)）要比蓝宝石衬底高出10倍 以上。蓝宝石本身是热的不良导体，并且在制作器件时底部需要使用银胶固晶，这种银胶的传热性能也很差。使用碳化硅衬底的芯片电极为L型，两个电极分布在器 件的表面和底部，所产生的热量可以通过电极直接导出；同时这种衬底不需要电流扩散层，因此光不会被电流扩散层的材料吸收，这样又提高了出光效率。但是相对 于蓝宝石衬底而言，碳化硅制造成本较高，实现其商业化还需要降低相应的成本。

市面上一般有三种材料可作为衬底：1.蓝宝石（Al2O3）2.硅(Si)3.碳化硅（SiC）
大多采用蓝宝石，技术趋于成熟。不过蓝宝石加工很贵，导热也不是很好。
一些另外的衬底也在研发使用，不过面市的较少。led有很大的发展空间，不过现在的技术还有待完善。

对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底：
1. 蓝宝石（Al2O3）
2. 硅 (Si)
3. 碳化硅（SiC）

扬州市瑞众电器照明总结：现在的大功率LED芯片衬底材料一般都为蓝宝石或SiC,这两种材料价格都非常昂贵,且都为国外大企业所垄断,导致芯片价格一直居高不下。为突破国际专利壁垒,国内已经启动了Si衬底材料的研究并已经取得了一些进展。用Si做衬底材料价格会低的多,不仅因为Si衬底本身的价格比蓝宝石和SiC衬底便宜很多,而且可以制作出比蓝宝石和SiC衬底的尺寸更大的衬底,以提高MOCVD的利用率,从而提高管芯产率。而且Si衬底也是导电衬底,电极可以从管芯的两侧引出,而不必象不导电的蓝宝石那样必须都从一侧引出,这样不但可以减少管芯面积还可以省去对GaN外延层的干法腐蚀步骤。同时由于硅的硬度比蓝宝石和SiC低,在加工方面也可以节省一些成本。据国外某知名公司的估计使用硅衬底制作蓝光GaNLED的制造成本将比蓝宝石衬底和SiC衬底低90%。