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[江西亮化]led衬底材料和护栏组成的

led照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。led照明产品就是利用led作为光源制造出来的照明器具。由于led的寿命长,安全可靠,环保节能,色彩多样,所以自从led发明以来,很快就获得世人的认可。全球都投入了大量的人力、财力去研究和开发。

  我国led产业起步于20世纪70年代,经过40多年的发展,中国led产业已初步形成了包括led外延片的生产、led芯片的制备、led芯片的封装以及led产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,我国led下游产业有了长足的发展,但是上游的led产业仍然需要进一步的投入,以赶上日本,美国和欧洲。

 衬底材料的要求

  当今大部分的芯片是gan,gan的生长方法有很多种,但是由于尚未解决单晶生产工艺,目前还是在衬底上进行外延生长,是依靠有机金属气象沉积法在相关的异型支撑衬底上生长的[1]。这样,衬底材料的选用就是我们首要考虑的问题。要想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[2]。目前来说,好的衬底材料应该有以下九方面的特性:

  (1)结构特性好,晶圆材料与衬底的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小。

  (2)接口特性好,有利于晶圆料成核且黏附性强。

  (3)化学稳定性好,在晶圆生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀。

  (4)热学性能好,要具备良好的导热性。

  (5)导电性好,有利于衬底电极的制备[3]。

  (6)光学性能好,制作的器件所发出的光被衬底吸收小。

  (7)机械性能好,器件容易加工,包括减薄、抛光和切割等。

  (8)价格低廉。

  (9)大尺寸,一般要求直径不小于2英寸。

  表1中列举了常见的衬底材料的结构和晶格常数[4]。

   衬底材料种类

  目前一般采用诸如在蓝宝石、sic、si、gaas或其它衬底材料上生长gan[5]。

   蓝宝石衬底材料

  目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是蓝宝石。

  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。它常被应用的切面有a-plane,c-plane及r-plane。由于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。因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上,它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点,它是一种相当难加工的材料,因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光led的品质取决于氮化镓磊晶(gan)的材料品质,而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关,蓝宝石(单晶al2o3)c面与ⅲ-ⅴ和ⅱ-ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配。

来自:南昌亮化

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