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来源:http://www.aglyh.com 责任编辑:ag环亚娱乐平台 2018-09-10 21:07

  LED衬底资料的选用

   关于制造LED芯片来说,衬底资料的选用是首要考虑的问题。应该选用哪种适宜的衬底,需求依据设备和LED器材的要求进行挑选。现在市面上一般有三种资料可作为衬底:

  ·蓝宝石(Al2O3)
·硅 (Si)
·碳化硅(SiC)

   蓝宝石衬底

   一般,GaN基资料和器材的外延层首要成长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的长处:首要,蓝宝石衬底的生产技术老练、器材质量较好;其次,蓝宝石的安稳性很好,能够运用在高温成长进程中;最终,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因而,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了运用蓝宝石衬底做成的LED芯片。
 

  

  
图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片

   运用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中发生很多缺点,一起给后续的器材加工工艺形成困难。蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制造笔直结构的器材;一般只在外延层上外表制造n型和p型电极(如图1所示)。在上外表制造两个电极,形成了有用发光面积削减,一起添加了器材制造中的光刻和刻蚀工艺进程,成果使资料利用率下降、本钱添加。由于P型GaN掺杂困难,当时遍及选用在p型GaN上制备金属通明电极的办法,使电流分散,以到达均匀发光的意图。可是金属通明电极一般要吸收约30%~40%的光,一起GaN基资料的化学功能安稳、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因而在刻蚀进程中需求较好的设备,这将会添加生产本钱。

   蓝宝石的硬度十分高,在天然资猜中其硬度仅次于金刚石,ag环亚娱乐平台可是在LED器材的制造进程中却需求对它进行减薄和切开(从400nm减到100nm左右)。添加完结减薄和切开工艺的设备又要添加一笔较大的出资。

   蓝宝石的导热功能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因而在运用LED器材时,会传导出很多的热量;特别是对面积较大的大功率器材,导热功能是一个十分重要的考虑要素。为了战胜以上困难,很多人企图将GaN光电器材直接成长在硅衬底上,然后改进导热和导电功能。

   硅衬底

现在有部分LED芯片选用硅衬底。硅衬底的芯片电极可选用两种触摸方法,分别是L触摸(Laterial-contact ,水平触摸)和V触摸(Vertical-contact,笔直触摸),以下简称为L型电极和V型电极。经过这两种触摸方法,LED芯片内部的电流可所以横向活动的,也可所以纵向活动的。由于电流能够纵向活动,因而增大了LED的发光面积,然后提高了LED的出光功率。由于硅是热的良导体,所以器材的导热功能能够显着改进,然后延长了器材的寿数。

   碳化硅衬底

   碳化硅衬底(美国的CREE公司专门选用SiC资料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向活动的。选用这种衬底制造的器材的导电和导热功能都十分好,有利于做成面积较大的大功率器材。选用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。
 

  

  
图2 选用蓝宝石衬底与碳化硅衬底的LED芯片

   碳化硅衬底的导热功能(碳化硅的导热系数为490W/(m·K))要比蓝宝石衬底高出10倍以上。蓝宝石自身是热的不良导体,并且在制造器材时底部需求运用银胶固晶,这种银胶的传热功能也很差。运用碳化硅衬底的芯片电极为L型,两个电极散布在器材的外表和底部,所发生的热量能够经过电极直接导出;一起这种衬底不需求电流分散层,因而光不会被电流分散层的资料吸收,这样又提高了出光功率。可是相关于蓝宝石衬底而言,碳化硅制形本钱较高,完成其商业化还需求下降相应的本钱。
三种衬底的功能比较
前面的内容介绍的就是制造LED芯片常用的三种衬底资料。这三种衬底资料的综合功能比较可参见表1。
 

  

表1 三种衬底资料的功能比较
除了以上三种常用的衬底资料之外,还有GaAS、AlN、ZnO等资料也可作为衬底,一般依据规划的需求挑选运用。(小汤)
 

  

   LED衬底资料

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