【电子资讯】什么是蓝宝石衬底?

目前,大多数工艺一般都选择蓝宝石作为衬底。蓝宝石是一种绝缘体,其在常温下的电阻率较大,无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作n型和p型电极,但在其上表面制作两个电极,会造成有效发光面积减少,同时增加器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果会使材料利用率降低、成本增加。

由于p型gan掺杂困难,故当前普遍采用在p型gan上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约300/0~400/0的光,同时gan基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。

蓝宝石的硬度非常高,但在led器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400 nm减到100 nm左右)。因此,添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。

使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石的导热性能较差,在使用LED电子器件时,会传导出大量的热量;特别是对于面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图使gan光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。

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