什么是LED衬底资料？LED衬底有哪些？
LED照明便是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器材。它是运用固体半导体芯片作为发光资料，在半导体中经过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接宣布红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品便是运用LED作为光源制造出来的照明用具。因为LED的寿数长，安全可靠，环保节能，颜色多样，所以自从LED创造以来，很快就取得世人的认可。全球都投入了许多的人力、财力去研讨和开发。
我国LED工业起步于20世纪70年代，经过40多年的开展，我国LED工业已开端构成了包含LED外延片的出产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品运用在内的较为完好的工业链。在“国家半导体照明工程”的推进下，我国LED下流工业有了长足的开展，可是上游的LED工业依然需求进一步的投入，以赶上日本，美国和欧洲。
衬底资料的要求
当今大部分的芯片是GaN，GaN的成长办法有许多种，可是因为没有处理单晶出产工艺，现在仍是在衬底上进行外延成长，是依托有机金属气候堆积法在相关的异型支撑衬底上成长的［1］。这样，衬底资料的选用便是咱们首要考虑的问题。要想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［2］。现在来说，好的衬底资料应该有以下九方面的特性：
（1）结构特性好，晶圆资料与衬底的晶体结构相同或附近、晶格常数失配度小、结晶功能好、缺点密度小。
（2）接口特性好，有利于晶圆料成核且黏附性强。
（3）化学安稳性好，在晶圆成长的温度和气氛中不简单分化和腐蚀。
（4）热学功能好，要具有杰出的导热性。
（5）导电性好，有利于衬底电极的制备［3］。
（6）光学功能好，制造的器材所宣布的光被衬底吸收小。
（7）机械功能好，器材简单加工，包含减薄、抛光和切开等。
（8）价格低廉。
（9）大尺度，一般要求直径不小于2英寸。
表1中列举了常见的衬底资料的结构和晶格常数［4］。
衬底资料品种
现在一般选用诸如在蓝宝石、SiC、Si、GaAs或其它衬底资料上成长GaN［5］。
蓝宝石衬底资料
现在用于氮化镓成长的最遍及的衬底是蓝宝石。
蓝宝石的组成为氧化铝（Al2O3），是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。它常被运用的切面有A-Plane，C-Plane及R-Plane。因为蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光（190nm）到中红外线都具有很好的透光性。因而被许多用在光学元件、红外设备、高强度镭射镜片资料及光罩资料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高（2045℃）等特色，它是一种适当难加工的资料，因而常被用来作为光电元件的资料。现在超高亮度白/蓝光LED的质量取决于氮化镓磊晶（GaN）的资料质量，而氮化镓磊晶质量则与所运用的蓝宝石基板外表加工质量休戚相关，蓝宝石（单晶Al2O3）C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族堆积薄膜之间的晶格常数失配率小，一起契合GaN磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制造白/蓝/绿光LED的要害资料。
蓝宝石晶体的成长办法
柴氏拉晶法（Czochralski method），简称CZ法。先将质料加热至熔点后熔化构成熔汤，再运用一单晶晶种接触到熔汤外表，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而构成过冷。所以熔汤开端在晶种外表凝结并成长和晶种相同晶体结构的单晶。晶种一起以极缓慢的速度往上拉升，并随同以必定的转速旋转，跟着晶种的向上拉升，熔汤逐步凝结于晶种的液固界面上，然后构成一轴对称的单晶晶锭。
凯氏长晶法（Kyropoulos method），简称KY法，国内称之为泡生法。其原理与柴氏拉晶法（Czochralski method）相似，先将质料加热至熔点后熔化构成熔汤，再以单晶之晶种（SeedCrystal，又称籽晶棒）接触到熔汤外表，在晶种与熔汤的固液界面上开端成长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以构成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝结速率安稳后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以操控冷却速率办法来使单晶从上方逐步往下凝结，最终凝结成一整个单晶晶碇。
蓝宝石的优缺点
蓝宝石的长处：（1）出产技能老练、器原料量较好；（2）安稳性很好，能够运用在高温成长进程中；（3）机械强度高，易于处理和清洗。
蓝宝石的缺乏：（1）晶格失配和热应力失配，会在外延层中发生许多缺点；（2）蓝宝石是一种绝缘体，在上外表制造两个电极，造成了有用发光面积削减；（3）增加了光刻、蚀刻工艺进程，制造本钱高。
碳化硅衬底资料
碳化硅衬底（美国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。
碳化硅的长处：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。
碳化硅的缺乏：碳化硅制造本钱较高，完成其商业化还需求下降相应的本钱。
硅衬底资料
相对蓝宝石和SiC而言，Si资料具有低本钱、大面积、高质量、导电导热功能等长处，且硅工艺技能相对老练，Si衬底上成长GaN薄膜有望完成光电子和微电子的集成。并且，S衬底十分廉价，制备工艺很老练，能够大面积取得；并且，选用这些衬底来成长GaN资料，有望将来GaN光电器材与老练的Si和GaAs电子器材集成在一起。可是，因为Si衬底与GaN外延层之间巨大的晶格失配和热失配，这使Si衬底上的GaN资料发生许多的位错和裂纹，这为Si衬底上GaN的成长和研讨设置了妨碍。 硅衬底的长处：硅是热的良导体，所以器材的导热功能能够显着改进，然后延长了器材的寿数。硅衬底笔直芯片选用银作为P电极，比较蓝宝石芯片选用ITO做P电极，导电功能进步了10倍以上，具有杰出的电流分散特性，具有低电压、高光效的特色，能够在大电流下作业。硅的导热系数是蓝宝石的5倍，杰出的散热性使硅衬底LED具有高功能和长寿数。一起，硅衬底能够完成无损剥离，消除了衬底和氮化镓资料层的应力，硅衬底芯片具有N面朝上、单面出光无侧光、发光描摹为朗伯散布以及简单匹配二次光学的特色，更合适指向性照明。硅衬底大功率LED芯片十分合适陶瓷共晶封装。
硅衬底的缺乏：陶瓷共晶封装内行业界是高端的封装技能，要求高，难点多。
其他衬底资料
氮化镓衬底
用于GaN成长的最理想衬底是GaN单晶资料，能够大大进步外延膜的晶体质量，下降位错密度，进步器材作业寿数，进步发光功率，进步器材作业电流密度。可是制备GaN体单晶十分困难，到现在为止还未有行之有用的办法。
氧化锌衬底
因为氧化锌与GaN功能附近，ZnO在a轴方向与GaN的失配度是1.9%，在c轴方向与GaN的失配度是0.4%。与蓝宝石比较，ZnO失配度小，匹配较好。除此之外，ZnO还具有易于制备、简单被醋酸腐蚀的长处。在有些运用中，经过对ZnO挑选性腐蚀，能够完成GaN层与衬底相别离［4］。一起因为氧化锌自身也是重要的电致发光资料，比较其他资料能进行同质外延，其开展优势清楚明了。
铝酸锂衬底
LiAlO2是一种最具开展前景的衬底资料，正方晶系γ-LiAlO2与氮化镓的结构比较挨近。
因为γ-LiAlO2具有低的热膨胀系数，所以在外延薄膜成长的进程中不需求缓冲层消除应力来下降差排密度，而在衬底资料的制备上，比较LiAlO2的（100）面与（001）面，会发现（001）面在抛光的进程中简单发生许多的缝隙与刮痕，其主要的原因是因为γ-LiAlO2在（100）面结构十分挨近GaN的（001）面结构。
又因为（100）面比较简单研磨、抛光，并且γ-LiAlO2会被水渐渐的腐蚀，所以在抛光的进程中能够运用水作为抛光液［5］，因而能够下降衬底的植被本钱，Hellman等人［6］现已成功地在LiAlO2衬底上成长GaN薄膜。因而在未来的运用上铝酸锂最具开展空间。
结语
衬底资料作为半导体照明工业的技能开展的柱石，是半导体工业的中心，具有重要位置。其间蓝宝石、碳化硅是现在运用较多的衬底资料。而未来的衬底资料现在因为本钱或设备原因未能大规模出产，在未来具有巨大的开展空间。
LED护栏组成是依靠什么原理考量的？
单色的LED护栏灯咱们一般称之为LED概括灯，LED护栏管；七彩的咱们称之为LED数码管；
LED数码管按操控办法分则分为：内控和外控；差异在所以否有独自的信号接头和电源接头；信号接头一般选用四芯的信号接头，规划原理迥然不同；电源接头则选用两芯的。
LED数码管按作用和段数分则能够分为：单段的，三段的，六段的，八段的，十二段的，十六段的，市场上还有一些二十四段的或更高段数的。常用的仍是六段，八段，十六段居多。
所谓段，指的便是截，真六段的就能够分为六截；假如从作用上来说，能够说是像素，比方真六段108灯的，那便是18个灯珠为一个像素，或许为1段；那十六段144灯的，便是由16个像素（9灯一段）组成的。
单段LED数码管
技能参数：D50*37*1000MM，通明/奶白PC外管，108灯/144灯；电压：220V/24V
作用：全体七彩突变，跳变作用；单段不能出流水作用；
运用：适用于一些要求不高，或政府部门的工作楼体；经过编号能够到达招牌底部扫描作用。
三段LED数码管
技能参数：D50*50*1000MM，通明/奶白PC外管，108灯；电压：220V
作用：全体七彩突变，跳变作用；单条流水作用；
运用：适用于一些要求不高，或政府部门的工作楼体；
外控真六段LED数码管
技能参数：D50*50*1000MM，通明/奶白PC外管，108灯/144灯；电压：24V；
作用：经过操控器能够出七彩突变，跳变作用；流水，扫描，追逐，脱尾，开关门，全彩飘作用；
运用：适用于KTV，酒店等大型商业场所楼体概括亮化，也适用于桥梁或公路两头护栏亮化；
真六段外控LED数码管；管上能够显着分出六段，但这六段是不断改变的，不要误解了。
外控真八段LED数码管
技能参数：D50*50*1000MM，通明/奶白PC外管，144灯；电压：DC12V；
作用：经过操控器能够出七彩突变，跳变作用；流水，扫描，追逐，脱尾，开关门，全彩飘作用；另可做数码招牌，能够出各类花型。
运用：适用于KTV，酒店等大型商业场所楼体概括亮化，LED数码管屏招牌制造；也适用于桥梁或公路两头护栏亮化等。
真八段外控LED数码管；管上能够显着分出八段，但这八段也是不断改变的。
外控十六段全彩LED数码管
144珠LEDS（超高亮度灯珠）
电压：DC12V
瓦数：12W
标准：D50*50*1000mm
原料：进口PC外管（乳白管）；全波纤PCB板
作用：可发生突变、闪变、扫描、追逐、流水；以及播映各种动画及视频，图画和文字。
操控办法：CF卡操控器，八通信号衔接，无需分控，可操控512M
运用规模：桥梁装修照明、建筑物勾勒概括、全彩数码招牌、城市其他需求装修照明之处。本产品特别合适运用于大型动感光带之中，可发生彩虹般艳丽的作用。
