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什么是蓝宝石衬底

  • 发布时间:2017-12-01 10:14   来源:未知
Al2O3是目前用于生长GaN和InGaN的主要衬底材料,业界称为蓝宝石。蓝宝石衬底有以下优点:
(1)      生产技术成熟,器件质量较好。
(2)      不吸收可见光,透光性好,价格适中。
(3)      稳定性很好,能够运用在高温生长环境中。
(4)      机械强度高,易于处理和清洗。
目前,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底来做LED芯片。
当 然使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体,在 常温下电阻率会很大,无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作N型和P型电极。但是在其表面制作两个电极,会造成有效发光面积减少,同时增加器 件制造中的光刻和刻蚀的工艺过程,结果会使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难,故当前普遍采用在P型GaN上制备金属透明电极的方法,使 电流扩散,以达到发光均匀的目的。但是金属透明电极一般要吸收30%-40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀。
此外,蓝宝石的硬度非常高,但在LED器件的制造过程中却需要对它进行减薄和切割。因此,添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。
再则,蓝宝石的导热性能差,而在LED器件的使用过程中,会产生大量的热量;特别对于面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图使GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。
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