LED日光燈專業(yè)廠家告訴您LED襯底材料的選用需注意哪些
新鄉(xiāng)市久能光電科技有限公司，LED日光燈品牌生產(chǎn)廠家，告訴您LED襯底材料的選用需注意哪些？
對(duì)付制作led芯片來(lái)說(shuō)，襯底質(zhì)料的選用是緊張思量的問(wèn)題。應(yīng)該接納哪種切合的襯底，必要根據(jù)配置和led器件的要求舉行選擇?，F(xiàn)在市道市情上一樣平常有三種質(zhì)料可作為襯底：
·藍(lán)寶石（Al2O3）
·硅 (Si)
·碳化硅（SiC）
藍(lán)寶石襯底
通常，GaN基質(zhì)料和器件的外延層緊張生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底上。藍(lán)寶石襯底有許多的好處：首先，藍(lán)寶石襯底的生產(chǎn)技能成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石的穩(wěn)固性很好，可以大概運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)進(jìn)程中；末了，藍(lán)寶石的呆板強(qiáng)度高，易于處理懲罰和洗濯。因此，大多數(shù)工藝一樣平常都以藍(lán)寶石作為襯底。圖1示例了利用藍(lán)寶石襯底做成的led芯片。
圖1 藍(lán)寶石作為襯底的led芯片
利用藍(lán)寶石作為襯底也存在一些問(wèn)題，比方晶格失配和熱應(yīng)力失配，這會(huì)在外延層中孕育產(chǎn)生大量缺陷，同時(shí)給后續(xù)的器件加工工藝造成困難。藍(lán)寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011Ω·cm，在這種環(huán)境下無(wú)法制作垂直布局的器件；通常只在外延層上外貌制作n型和p型電極（如圖1所示）。在上外貌制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積淘汰，同時(shí)增長(zhǎng)了器件制造中的光刻和刻蝕工藝進(jìn)程，結(jié)果使質(zhì)料利用率低沉、成本增長(zhǎng)。由于P型GaN摻雜困難，當(dāng)前廣泛接納在p型GaN上制備金屬透明電極的要領(lǐng)，使電流擴(kuò)散，以到達(dá)勻稱發(fā)光的目的。但是金屬透明電極一樣平常要汲取約30%~40%的光，同時(shí)GaN基質(zhì)料的化學(xué)性能穩(wěn)固、呆板強(qiáng)度較高，不容易對(duì)其舉行刻蝕，因此在刻蝕進(jìn)程中必要較好的配置，這將會(huì)增長(zhǎng)生產(chǎn)成本。
藍(lán)寶石的硬度非常高，在天然質(zhì)猜中其硬度僅次于金剛石，但是在led器件的制作進(jìn)程中卻必要對(duì)它舉行減薄和切割（從400nm減到100nm左右）。添置完成減薄和切割工藝的配置又要增長(zhǎng)一筆較大的投資。
藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性能不是很好（在100℃約為25W/（m·K））。因此在利用led器件時(shí)，會(huì)傳導(dǎo)出大量的熱量；特別是劈面積較大的大功率器件，導(dǎo)熱性能是一個(gè)非常緊張的思量因素。為了降服以上困難，許多人試圖將GaN光電器件直接生長(zhǎng)在硅襯底上，從而改進(jìn)導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。
硅襯底
現(xiàn)在有部門led芯片接納硅襯底。硅襯底的芯片電極可接納兩種打仗要領(lǐng)，分別是L打仗（Laterial-contact ,水平打仗）和V打仗（Vertical-contact，垂直打仗），以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)型電極和V型電極。議決這兩種打仗要領(lǐng)，led芯片內(nèi)部的電流可以是橫向流動(dòng)的，也可以是縱向流動(dòng)的。由于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了led的發(fā)光面積，從而提高了led的出光效率。因?yàn)楣枋菬岬牧紝?dǎo)體，以是器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改進(jìn)，從而延伸了器件的壽命。
碳化硅襯底
碳化硅襯底（美國(guó)的CREE公司專門接納SiC質(zhì)料作為襯底）的led芯片電極是L型電極，電流是縱向流動(dòng)的。接納這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。接納碳化硅襯底的led芯片。
碳化硅襯底的導(dǎo)熱性能（碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)為490W/(m·K)）要比藍(lán)寶石襯底超過(guò)跨過(guò)10倍以上。藍(lán)寶碑本身是熱的不良導(dǎo)體，并且在制作器件時(shí)底部必要利用銀膠固晶，這種銀膠的傳熱性能也很差。利用碳化硅襯底的芯片電極為L(zhǎng)型，兩個(gè)電極散布在器件的外貌和底部，所孕育產(chǎn)生的熱量可以議決電極直接導(dǎo)出；同時(shí)這種襯底不必要電流擴(kuò)散層，因此光不會(huì)被電流擴(kuò)散層的質(zhì)料汲取，這樣又提高了出光效率。但是相對(duì)付藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還必要低沉相應(yīng)的成本。
三種襯底的性能比力
前面的內(nèi)容介紹的便是制作led芯片常用的三種襯底質(zhì)料。這三種襯底質(zhì)料的綜合性能比力可參見(jiàn)表1。
表1 三種襯底質(zhì)料的性能比力
除了以上三種常用的襯底質(zhì)料之外，另有GaAS、AlN、ZnO等質(zhì)料也可作為襯底，通常根據(jù)計(jì)劃的必要選擇利用。
