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蓝光LED衬底材料比较

文章来源:admin  点击次数:1  更新时间:2010-01-23 16:38:23  【打印此页】  【关闭

蓝光LED衬底材料比较主要在两个方面:

一、LED用蓝宝石(Al2O3)衬底

目前由于GaN衬底供应紧缺(主要是技术难度高)且价格昂贵,GaN基LED的大批量商业化生产主要采用蓝宝石衬底和碳化硅衬底,而后者因为成本因素和专利垄断,业界最普遍采用的是蓝宝石衬底。蓝宝石衬底仍有如下缺点:

1)由于GaN和蓝宝石之间有较大的晶格失配和热应力失配,由此造成10E9cm-2的失配位错,严重影响晶体质量,降低LED的发光效率;

2)蓝宝石是绝缘体,常温下电阻率大于10E11Ωcm,这样就无法制作垂直结构的器件,只能在外延层上表面制作N型和P型电极(平面结构LED芯片),从而使有效发光面积减小,同时增加了器件制备中的光刻和刻蚀工艺过程,使材料的利用率大大降低;

3)蓝宝石的导热性能不好,在 1000℃热导率约为0.25 W/cm.K,这对于GaN基器件的性能影响很大,特别是在大面积大功率器件中,散热问题非常突出。

二、图形化蓝宝石衬底(PSS)

图形衬底技术通过在蓝宝石衬底表面制作具有细微结构的图形,然后在这种图形化的衬底表面进行LED材料外延,图形化的界面改变了GaN材料的生长过程。表面的图形为GaN生长提供了多种生长晶向的选择,而GaN沿图形表面生长速率不同,从而达到了使晶格失配位错在衬底生长区发生弯曲并合拢,有效的抑制缺陷向外延表面的延伸,提高器件内量子效率。PSS衬底技术以其简单的工艺、相对低廉的成本、可以显著改善LED器件的性能,成为现阶段各大LED生产研发企业开发高亮度大功率LED器件的首选衬底材料。

中鎵半导体公司通过收购海外企业,引进国际化技术管理团队,采用IC工业用先进的步进曝光系统和相关设备,加工精度可达50nm,以较低的成本批量化生产纳米级PSS衬底,使衬底周期图形的最小周期稳定于亚微米水平,达到国际先进水平。


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