LED衬底资料有哪些品种
关于制造LED芯片来说，衬底资料的选用是首要考虑的问题。应该选用哪种适宜的衬底，需求依据设备和LED器材的要求进行挑选。现在市面上一般有三种资料可作为衬底：
·蓝宝石（Al2O3）
·硅 (Si)
·碳化硅（SiC）
蓝宝石衬底
一般，GaN基资料和器材的外延层首要成长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的长处：首要， 蓝宝石衬底的出产技术老练、器材质量较好；其次，蓝宝石的安稳性很好，能够运用在高温成长进程中；最终，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因而，大多 数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了运用蓝宝石衬底做成的LED芯片。
图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片
运用蓝宝石作为衬底也存在一些问题，例如晶格失配和热应力失配，这会在外延层中发生很多缺 陷，一起给后续的器材加工工艺形成困难。蓝宝石是一种绝缘体，常温下的电阻率大于1011Ω·cm，在这种情况下无法制造笔直结构的器材；一般只在外延层 上外表制造n型和p型电极（如图1所示）。在上外表制造两个电极，形成了有用发光面积削减，一起添加了器材制造中的光刻和刻蚀工艺进程，成果使资料利用率 下降、本钱添加。由于P型GaN掺杂困难，当时遍及选用在p型GaN上制备金属通明电极的办法，使电流分散，以到达均匀发光的意图。可是金属通明电极一般 要吸收约30%~40%的光，一起GaN基资料的化学功能安稳、机械强度较高，不容易对其进行刻蚀，因而在刻蚀进程中需求较好的设备，这将会添加出产成 本。
蓝宝石的硬度十分高，在天然资猜中其硬度仅次于金刚石，可是在LED器材的制造进程中却需求对它进行减薄和切开（从400nm减到100nm左右）。添加完结减薄和切开工艺的设备又要添加一笔较大的出资。
蓝宝石的导热功能不是很好（在100℃约为25W/（m·K））。因而在运用LED器材时， 会传导出很多的热量；特别是对面积较大的大功率器材，导热功能是一个十分重要的考虑要素。为了战胜以上困难，很多人企图将GaN光电器材直接成长在硅衬底 上，然后改进导热和导电功能。
硅衬底
现在有部分LED芯片选用硅衬底。硅衬底的芯片电极可选用两种触摸方法，分别是L触摸（Laterial-contact , 水平触摸）和V触摸（VerTIcal-contact，笔直触摸），以下简称为L型电极和V型电极。经过这两种触摸方法，LED芯片内部的电流可所以横 向活动的，也可所以纵向活动的。由于电流能够纵向活动，因而增大了LED的发光面积，然后提高了LED的出光功率。由于硅是热的良导体，所以器材的导热性 能能够显着改进，然后延长了器材的寿数。
碳化硅衬底
碳化硅衬底（美国的CREE公司专门选用SiC资料作为衬底）的LED芯片电极是L型电极，电流是纵向活动的。选用这种衬底制造的器材的导电和导热功能都十分好，有利于做成面积较大的大功率器材。选用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。
图2 选用蓝宝石衬底与碳化硅衬底的LED芯片
碳化硅衬底的导热功能（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。蓝宝石自身是热的不良导体，并且在制造器材时底部需求运用银胶固晶，这种银胶的传热功能也很差。运用碳化硅衬底的芯片电极为L型，两个电极散布在器 件的外表和底部，所发生的热量能够经过电极直接导出；一起这种衬底不需求电流分散层，因而光不会被电流分散层的资料吸收，这样又提高了出光功率。可是相对 于蓝宝石衬底而言，碳化硅制形本钱较高，完成其商业化还需求下降相应的本钱。
三种衬底的功能比较
前面的内容介绍的便是制造LED芯片常用的三种衬底资料。这三种衬底资料的综合功能比较可参见表1。
表1 三种衬底资料的功能比较
除了以上三种常用的衬底资料之外，还有GaAS、AlN、ZnO等资料也可作为衬底，一般依据规划的需求挑选运用。
