LED顯示屏核心器件-LED芯片用藍寶石襯底的優劣

　　對于LED顯示屏而言，LED芯片是最為核心的部件，LED芯片的優劣直接影響到LED大屏幕的品質，所以LED芯片的制作非常重要。制作LED芯片，襯底材料的選用是首要考慮的問題。應該采用哪種合適的襯底，需要根據設備和LED器件的要求進行選擇。市面上一般有三種材料可作為襯底：
　　·藍寶石(Al2O3)、硅(Si)、碳化硅(Sic)
　　通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍寶石襯底上。藍寶石襯底有許多的優點：首先，藍寶石襯底的生產技術成熟、器件質量較好;其次，藍寶石的穩定性很好，能夠運用在高溫生長過程中;最后，藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數工藝一般都以藍寶石作為襯底。
　　使用藍寶石作為襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應力失配，這會在外延層中產生大量缺陷，同時給后續的器件加工工藝造成困難。藍寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011Ω·cm，在這種情況下無法制作垂直結構的器件;通常只在外延層上表面制作n型和p型電極。在上表面制作兩個電極，造成了有效發光面積減少，同時增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過程，結果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN摻雜困難，當前普遍采用在p型GaN上制備金屬透明電極的方法，使電流擴散，以達到均勻發光的目的。但是金屬透明電極一般要吸收約30%~40%的光，同時GaN基材料的化學性能穩定、機械強度較高，不容易對其進行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設備，這將會增加生產成本。
　　藍寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，但是在LED器件的制作過程中卻需要對它進行減薄和切割(從400μm減到100μm左右)。添置完成減薄和切割工藝的設備又要增加一筆較大的投資。
　　藍寶石的導熱性能不是很好(在100℃約為25W/(m·K))。因此在使用LED器件時，會傳導出大量的熱量;特別是對面積較大的大功率器件，導熱性能是一個非常重要的考慮因素。為了克服以上困難，很多人試圖將GaN光電器件直接生長在硅襯底上，從而改善導熱和導電性能。
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