Substraadi materjal ongi pooljuhtide valgustus tehnoloogia areng. Erinevate substraat materjalid, erinevad epitakskasvatamise tehnoloogia, vajadust chip tehnoloogiat ja seadme pakend tehnoloogia, substraat materjali määrab pooljuhtide tehnoloogia arengut.
Substraat materjali valik sõltub peamiselt üheksa järgmisi aspekte:
Hea struktuuriomadusi, epitaksiaalsed materjalid ja substraadi kristallstruktuuri sama või samalaadne, võre pidev vastuolu on väike, hea crystallinity, defekt tihedus on väike
Head omadused, soodustab epitaksiaalsed materjali idustamisega ja tugev nakkumine
Keemiline püsivus on hea, epitakskasvatamise temperatuuri ja atmosfääri ei ole lihtne murda alla ja korrosiooni
Hea termilise tulemuslikkuse, sealhulgas hea soojusjuhtivus ja soojapidavus
Hea juhtivus, teha üles-alla struktuur
Hea optiline jõudlus, kangast toodetud substraadi valgustugevus on väike
Head mehaanilised omadused, lihtne töötlemine seadme, sealhulgas hõrenemine, lihvimine ja lõikamine
Madal hind
Suured, üldjuhul nõuab vähemalt 2 tolli läbimõõduga
Alusmaterjali valik vastavad nimetatud üheksa aspektide on väga raske. Seega praegu ainult epitakskasvatamise tehnoloogia muutuste ja töötlemise tehnoloogia kohandada erinevate pindadega pooljuhtide valgustavale seade teadusuuringute ja arenduse ja tootmise seadme kaudu. Seal on palju substraadid gallium nitriidi, kuid on ainult kahte substraadid, et sobib tootmine, nimelt safiir Al2O3 ja silicon carbide SiC substraadid. Tabel 2-4 võrdleb kvalitatiivselt täitmise viis substraatide gallium nitriidi kasvu.
Substraat materjali hindamisel tuleb arvesse võtta järgmisi tegureid:
Substraadi ja epitaksiaalsed filmi mängu: epitaksiaalsed materjalid ja substraadi materjali kristallstruktuuri sama või samalaadne, võre konstandi lahknevus väike, hea crystallinity, defekt tihedus on madal;
Soojuspaisumise koefitsient substraadi ja mängu epitaksiaalsed film: mängu soojuspaisumise koefitsient on väga oluline, epitaksiaalsed film ja substraadi materjali soojuspaisumise koefitsient erinevus on võimalik epitaksiaalsed film kvaliteeti, aga ka seadme töö protsess, tingitud kuumuse põhjustatud kahju seadmele;
Kasvusubstraat ja epitaksiaalsed filmi mängu Keemiline stabiilsus: substraat materjali peaks olema hea Keemiline stabiilsus, epitakskasvatamise temperatuuri ja atmosfääri ei ole lihtne murda alla ja korrosiooni, ei saa sellepärast Keemiline reaktsioon epitaksiaalsed kile ja vähendada kvaliteeti epitaksiaalsed film;
Ettevalmistamise raskusaste ja kulude tase: substraat ettevalmistamise nõuded lihtne, tööstusliku arengu vajadusi arvestades kulud ei tohiks kõrge. Alusmaterjal suurus on üldjuhul vähemalt 2 tolli.
Praegu on rohkem substraat materjalide GaN põhinev LED, kuid praegu ainult kahte substraadid, et sobib turustamisele, nimelt sapphire ja ränikarbiidi substraadid. Muu nagu GaN, Si, ZnO substraat on veel arenguetapis, on veel veidi eemal industrialiseerimise ja maa.
Gallium nitriidi:
GaN kasvuks ideaalne substraat on GaN tegin materjali, mis võivad oluliselt parandada crystal epitaksiaalsed film, nihestus vähendamine, parandada seadme eluea, tekiks tõhustada ja parandada seadme töö voolu tihedus. GaN tegin koostamine on siiski väga raske, seni ei ole tõhus viis.
Tsinkoksiid:
ZnO on suutnud saada GaN epitaksiaalsed kandidaat substraat, sest kaks on väga hämmastav sarnasus. Nii crystal struktuur on sama, võre on väga väike, keelatud ribalaiuse on lähedal (bänd tsüklilise väärtus on väike, kontakti takistus on väike). Surmaga lõppenud nõrkus ZnO GaN epitaksiaalsed substraat aga kergesti lagunevad ja temperatuuril ja GaN epitakskasvatamise, nagu roostetama. Praegu ei saa kasutada pooljuhtmaterjalide optoelektroonilised seadmed või kõrgel temperatuuril eluiga, ZnO peamiselt materjali kvaliteeti ei jõua seade ja P-tüüpide dopingukontrolli probleeme ei ole tõesti lahendanud, sobib ZnO-ga pooljuhtide materjali kasvu seadmed ei ole veel välja töötanud edukalt.
Safiir:
GaN kasvu levinumaid aluspõhi on Al2O3. Selle eelised on hea Keemiline stabiilsus, Kata nähtava valguse, taskukohane, tootmise tehnoloogia on suhteliselt küpsed. Halb soojusjuhtivus kuigi seade on avatud väike töö ei ole piisavalt selge, kuid suure voolu seadmega töö probleemi võimul on väga silmapaistev.
Ränikarbiidi:
SiC substraat materjalina laialt kasutusel sapphire, on ei ole kolmanda substraat GaN LED tööstuslikuks tootmiseks. SiC Alusmaterjal on hea Keemiline stabiilsus, hea elektrijuhtivuse, hea soojusjuhtivusega ei ima nähtavat valgust, kuid aspekte on ka väga silmapaistev, näiteks hind on liiga kõrge, crystal kvaliteeti on raske saavutada Al2O3 ja Si nii Hea, mehaanilise töötlemise jõudlust on kehv, lisaks SiC substraat imendumist 380 nm allpool UV valgus, ei sobi arengu UV LED alla 380 nm. Kasulik juhtivus ja SiC substraat soojusjuhtivus, seda lahendada probleemi paremaid võimu tüüpi GaN LED seadme nii, et see mängib olulist rolli pooljuhtide tehnoloogia.
Võrreldes sapphire, SiC ja GaN epitaksiaalsed film võre sobitamine paraneb. Lisaks SiC on sinine luminestsentsmaterjalide omadused ja väike takistus materjali, määrata elektroodid, nii et seade enne epitaksiaalsed kile pakend on täielikult testitud SiC kui substraadi materjal konkurentsivõime suurendamiseks. Kuna lihtsalt lõhutakse SiC mitmetasandiline struktuur, kõrge kvaliteediga lõhustamiseks pinnale aadressil substraadi ja epitaksiaalsed film, mis lihtsustab oluliselt seadme; kuid tõttu oma mitmetasandiline struktuur, samal ajal epitaksiaalsed film tutvustab mitmeid defektne järgmiselt.
Eesmärgiks on saavutada valgusefektiivsus on loota GaN substraadi GaN saavutada väikeste kuludega, vaid ka läbi GaN substraat viia tõhus, suure pindalaga, üksiklaterna suurt energiat, et saavutada ka vedav tehnoloogia lihtsustamise ja annavad parandada. Kui pooljuhtide valgustus on saanud reaalsuseks, suurusest, nagu Edison leiutas hõõglamp. Kui substraadi ja muu tehnoloogia võtmevaldkondades läbimurde saavutamiseks oma industrialiseerimise protsessi teeb kiire areng.
Kuumad tooted:IP65 slim LED tänavavalgusti,Lineaarne valgustugevuse LED,60cm lineaarne lamp,IP65 tri-proof valgus
