本文格式为Word版，下载可任意编辑蓝宝石衬底介绍 蓝宝石衬底介绍 LED用衬底材料一般有蓝宝石衬底，碳化硅衬底及硅衬底三种，其中蓝宝石衬底应用最广泛，由于其加工方法以及加工本金等与其他两种相对比都有不小的优势虽说在晶格匹配上面是氮化镓衬底砷化镓衬底最为匹配，但其生产加工方法要比碳化硅及硅等都更难上加难 当前用于GaN基LED的衬底材料对比多，但是能用于商品化的衬底目前只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底其它诸如GaN、Si、ZnO衬底还处于研发阶段，离产业化还有一段距离 一、红黄光LED 红光LED以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)为主，主要采用GaP和GaAs作为衬底，未产业化的还有蓝宝石Al2O3和硅衬底 1、GaAs衬底：在使用LPE生长红光LED时，一般使用AlGaAs外延层，而使用MOCVD生长红黄光LED时，一般生长AlInGaP外延布局外延层生长在GaAs衬底上，由于晶格匹配，轻易生长出较好的材料，但缺点是其吸收这一波长的光子，布拉格反射镜或晶片键合技术被用于消释这种额外的技术问题。
2、GaP衬底：在使用LPE生长红黄光LED时，一般使用GaP外延层，波长范围较宽565-700nm;使用VPE生长红黄光LED时，生长GaAsP外延层，波长在630-650nm 之间;而使用MOCVD时，一般生长AlInGaP外延布局，这个布局很好的解决了GaAs衬底吸光的缺点，直接将LED布局生长在通明衬底上，但缺点是晶格失配，需要利用缓冲层来生长InGaP和AlGaInP布局另外，GaP基的III-N-V材料系统也引起广泛的兴趣，这种材料布局不但可以变更带宽，还可以在只参与0.5 %氮的处境下，带隙的变化从间接到直接，并在红光区域具有很强的发光效应(650nm)采用这样的布局制造LED，可以由GaNP 晶格匹配的异质布局，通过一步外延形成LED布局，并省去GaAs衬底去除和晶片键合通明衬底的繁杂工艺 二、蓝绿光LED 用于氮化镓研究的衬底材料对比多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底 1、氮化镓衬底：用于氮化镓生长的最梦想的衬底自然是氮化镓单晶材料，这样可以大大提高外延片膜的晶体品质，降低位元错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。
可是，制备氮化镓体单晶材料分外困难，到目前为止尚未有行之有效的手段有研究人员通过HVPE方法在其他衬底(如Al2O3、SiC、LGO)上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分开，分开后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底这样获得的氮化镓厚膜优点分外明显，即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位元错密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位元错密度要明显低;但价格昂贵因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制 2、蓝宝石Al2O3衬底：目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟;缺乏方面虽然好多，但均一一被抑制，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所抑制，导电性能差通过同侧P、N电极所抑制，机械性能差不易切割通过雷射划片所抑制，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显缺乏，却在功率型器件大电流工作下问题特别突出 3、SiC衬底：除了Al2O3衬底外，目前用于氮化镓生长衬底就是SiC，它在市场上的占有率位居第2，目前还未有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。
它有大量突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但缺乏方面也很突出，如价格太高、晶体品质难以达成Al2O3和Si那麼好、机械加工性能对比差 另外，SiC衬底吸收380 nm以下的紫外光，不适合用来研发380 nm以下的紫外LED由于SiC衬底优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3衬底上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极布局，可以对比好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题目前国际上能供给商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司 4、Si衬底：在硅衬底上制备发光二极体是才干域中梦寐以求的一件事情，由于一旦技术获得突破，外延片生长本金和器件加工本金将大幅度下降Si片作为GaN材料的衬底有大量优点，如晶体品质高，尺寸大，本金低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等然而，由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的生长过程中轻易形成非晶氮化硅，所以在Si 衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的GaN材料另外，由于硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低 5、ZnO衬底：之所以ZnO作为GaN外延片的候选衬底，是由于他们两者具有分外惊人的好像之处。
两者晶体布局一致、晶格失配度分外小，禁带宽度接近(能带不连续值小，接触势垒小)但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中轻易分解和被腐蚀目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料品质达不到器件水准和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制告成今后研发的重点是探索适合的生长方法但是，ZnO本身是一种有潜力的发光材料 ZnO的禁带宽度为3.37 eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380 nm邻近紫光波段进展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体雷射器的候选材料ZnO材料的生长分外安好，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源 6、ZnSe衬底：有人使用MBE在ZnSe衬底上生长ZnCdSe/ZnSe等材料，用于蓝光和绿光LED器件，最先由住友公司推出，由于其不需要荧光粉就可以实现白光LED的目标，故可降低成品，同时电源回路构造简朴，其操作电压也比GaN白光LED低但是其并没有推广，这是由于由于使用MOCVD，p型参杂没有很好解决，试验中需要用到Sb来参杂，所以一般采用MBE生长，同时其 发光效率较低，，而且由于自补偿效应的影响，使得其性能不稳定，器件寿命较短。
现在蓝宝石衬底是最为广泛应用的，晶体主要材料来自美国，俄罗斯，台湾，大陆也开头逐渐起来了 — 6 —。