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LGaN基LED燈珠的襯底材料有哪些類型?

發(fā)布時(shí)間: 2020-11-19     瀏覽次數(shù):939次

  LGaN基LED燈珠的襯底材料有哪些類型?現(xiàn)在用于GaN基LED燈珠的襯底材料比較多,能用于商品化的襯底有兩種,即藍(lán)寶石和碳化硅襯底。其它比方GaN、Si、ZnO襯底還處于研發(fā)階段,離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。

  氮化鎵(GaN)

  用于GaN LED燈珠生長的最理想襯底是GaN單晶材料,可大大前進(jìn)外延膜的晶體質(zhì)量,降低位錯(cuò)密度,前進(jìn)器件作業(yè)壽數(shù),前進(jìn)發(fā)光功率,前進(jìn)器件作業(yè)電流密度。但是制備GaN體單晶十分困難,到現(xiàn)在為止還未有行之有效的辦法。

  藍(lán)寶石(Al2O3)

  用于GaN LED燈珠生長最廣泛的襯底是Al2O3。其利益是化學(xué)穩(wěn)定性好,不吸收可見光、價(jià)格適中、制作技術(shù)相對(duì)老到。導(dǎo)熱性差雖然在器件小電流作業(yè)中沒有顯露明顯缺少,卻在功率型器件大電流作業(yè)下問題十分出色。

  碳化硅(SiC)

  SiC作為襯底材料運(yùn)用的廣泛程度僅次于藍(lán)寶石,現(xiàn)在還沒有第三種襯底用于GaN LED燈珠的商業(yè)化出產(chǎn)。

  SiC襯底有化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)電功用好、導(dǎo)熱功用好、不吸收可見光等,但缺少方面也很出色,如價(jià)格太高,晶體質(zhì)量難以達(dá)到Al2O3和Si那么好、機(jī)械加工功用比較差,其他,SiC襯底吸收380納米以下的紫外光,不適宜用來研發(fā)380納米以下的紫外LED。

  由于SiC襯底有利的導(dǎo)電功用和導(dǎo)熱功用,可以較好地處理功率型GaN LED燈珠器件的散熱問題,故在半導(dǎo)體照明技術(shù)范疇占重要方位

  同藍(lán)寶石比較,SiC與GaN外延膜的晶格匹配得到改善。此外,SiC具有藍(lán)色發(fā)光特性,而且為低阻材料,可以制作電極,使器件在包裝前對(duì)外延膜進(jìn)行完全檢驗(yàn)成為可能,增強(qiáng)了SiC作為襯底材料的競(jìng)爭(zhēng)力。

  由于SiC的層狀結(jié)構(gòu)易于解理,襯底與外延膜之間可以取得高質(zhì)量的解理面,這將大大簡化器件的結(jié)構(gòu);但是一同由于其層狀結(jié)構(gòu),在襯底的表面常有給外延膜引入許多的缺陷的臺(tái)階出現(xiàn)。

  氧化鋅(ZnO)

  ZnO之所以能成為GaN LED燈珠外延的候選襯底,是由于兩者具有十分驚人的相似之處。兩者晶體結(jié)構(gòu)相同、晶格辨認(rèn)度十分小,禁帶寬度靠近(能帶不連續(xù)值小,接觸勢(shì)壘小)。但是,ZnO作為GaN外延襯底的喪身缺陷是在GaN LED燈珠外延生長的溫度和氣氛中易分解和腐蝕。

  現(xiàn)在,ZnO半導(dǎo)體材料尚不能用來制作光電子器件或高溫電子器件,主要是材料質(zhì)量達(dá)不到器件水陡峭P型摻雜問題沒有得到實(shí)在處理,適宜ZnO基半導(dǎo)體材料生長的設(shè)備沒有研發(fā)成功。

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