Materijal podloge je kamen temeljac razvoja tehnologije poluvodičkih rasvjetnih tijela. Različiti materijali podloge, potreba za različitim tehnologijama epitaxial growtha, tehnologiji obrade čipova i tehnologije pakiranja uređaja, materijal supstrata određuje razvoj tehnologije poluvodičke rasvjete.
Izbor materijala supstrata ovisi uglavnom o sljedećih devet aspekata:
Dobra strukturna svojstva, epitaksijalni materijal i kristalna struktura supstrata iste ili slične, ravnomjerna neusklađenost rešetke je mala, dobra kristalnost, gustoća pogrešaka je mala
Dobra obilježja sučelja omogućuju epitaksijalnu nukleaciju i snažno prianjanje
Kemijska stabilnost je dobra, u epitaxial rastu temperature i atmosfera nije lako razbiti i koroziju
Dobra toplinska svojstva, uključujući dobru toplinsku vodljivost i toplinsku otpornost
Dobra provodljivost, može biti sastavljena gore i dolje
Dobra optička svojstva, tkanina koju stvara svjetlost emitirana od strane podloge je mala
Dobra mehanička svojstva, jednostavna obrada uređaja, uključujući razrjeđivanje, poliranje i rezanje
Niska cijena
Velika veličina, obično zahtijeva promjer ne manji od 2 inča
Izbor supstrata da zadovolji gore navedene devet aspekata je vrlo težak. Dakle, trenutno samo kroz epitaxial promjene tehnologije rasta i tehnologije za obradu uređaja za prilagodbu na različite podloge na poluvodičevim svjetlosnim uređajima istraživanje i razvoj i proizvodnju. Postoji mnogo supstrata za galijev nitrid, ali postoje samo dva supstrata koji se mogu koristiti za proizvodnju, naime safir Al2O3 i silikonski karbidni SiC supstrati. Tablica 2-4 kvalitativno uspoređuje performanse pet supstrata za rast galijeva nitrida.
Evaluacija materijala supstrata mora uzeti u obzir sljedeće čimbenike:
Struktura supstrata i epitaksijalna podudarnost filmova: epitaksijalni materijal i kristalna struktura materijala supstrata iste ili slične, konstantne mismatch male rešetke male, dobre kristalnosti, gustoća kvara je niska;
Koeficijent toplinske ekspanzije supstrata i epitaxial film mehanizam: koeficijent toplinske ekspanzije u utakmici je vrlo važan, epitaxial film i substratni materijal u koeficijentu koeficijenta termičke ekspanzije nije samo moguće smanjiti kvalitetu epitaxialnog filma nego i u procesu rada uređaja, zbog toplote Šteta na uređaju;
Kemijska stabilnost supstrata i epitaxalna podudarnost filmova: materijal supstrata treba imati dobru kemijsku stabilnost, u epitaxialnoj temperaturi rasta i atmosfera nije lako razbiti i korozija, zbog kemijske reakcije s epitaksijalnim filmom ne može se smanjiti kvaliteta epitaksijalnog filma;
Priprema materijala stupnja težine i razine troškova: uzimajući u obzir potrebe industrijskog razvoja, zahtjevi za pripreme materijala za podlogu jednostavni, trošak ne smije biti visoka. Veličina podloge općenito nije manja od 2 inča.
Trenutno postoje više supstrati materijala za GaN-based LEDs, ali trenutno postoje samo dva podloga koja se mogu koristiti za komercijalizaciju, naime safir i silicij karbid supstrata. Drugi, kao što su GaN, Si, ZnO supstrat, još uvijek je u fazi razvoja, još uvijek postoji udaljenost od industrijalizacije.
Gallium nitrid:
Idealan supstrat za GaN rast je GaN jednolančani materijal koji može uvelike poboljšati kristalnu kvalitetu epitaksijalnog filma, smanjiti gustoću dislokacije, poboljšati radni vijek uređaja, poboljšati svjetlosnu učinkovitost i poboljšati radnu struju radne struje. Međutim, priprema GaN jednog kristala je vrlo težak, do sada ne postoji učinkovit način.
Cinkov oksid:
ZnO je bio u stanju postati epitaksijalni supstrat kandidata GaN, jer dva imaju vrlo upečatljivu sličnost. Obje kristalne strukture su jednake, prepoznavanje rešetke je vrlo mala, širina zabranjene trake je blizu (traka s diskontinuiranom vrijednošću je malena, kontaktna barijera je mala). Međutim, fatalna slabost ZnO kao epitaksijalnog supstrata GaN lako se razgrađuje i korodira na temperaturi i atmosferi GaN epitaxialnog rasta. Trenutačno se ZnO poluvodički materijali ne mogu koristiti za proizvodnju optoelektroničkih uređaja ili visokotemperaturnih elektroničkih uređaja, uglavnom kvaliteta materijala ne doseže razinu uređaja, a problemi s dopingom tipa P nisu doista riješeni, pogodni za ZnO-bazirane oprema za rast poluvodičkih materijala još nije uspješno razvijena.
Safir:
Najčešći supstrat za rast GaN je Al2O3. Njegove prednosti su dobre kemijske stabilnosti, ne apsorbiraju vidljivu svjetlost, pristupačne, proizvodna tehnologija je relativno zrela. Loša toplinska vodljivost Iako uređaj nije izložen u malom trenutnom radu, nije dovoljno očigledan, ali je u snazi visokotrajne naprave u radu problema vrlo istaknuta.
Silicij karbid:
SiC kao supstratni materijal široko korišten u safiru, nema trećeg supstrata za komercijalnu proizvodnju GaN LED. SiC supstrat ima dobru kemijsku stabilnost, dobra električna vodljivost, dobra toplinska vodljivost, apsorbira vidljivu svjetlost, ali nedostatak aspekata je također vrlo istaknut, kao što je cijena previsoka, kvaliteta kristala je teško postići Al2O3 i Si tako dobra, mehanička obrada je loša, Osim toga, apsorpcija SiC supstrata od 380 nm ispod UV svjetla, nije pogodna za razvoj UV LED ispod 380 nm. Zbog povoljne vodljivosti i toplinske vodljivosti SiC supstrata, može riješiti problem raspršivanja topline GaN LED uređaja, tako da igra važnu ulogu u tehnologiji poluvodičke rasvjete.
U usporedbi sa safir, poboljšanje epitaksijalnog rešetkastog rešetka za SiC i GaN je poboljšano. Osim toga, SiC ima plave luminescentne osobine, a materijal s niskim otporom može napraviti elektrode, tako da je uređaj prije pakiranja epitaxialnog filma u cijelosti testiran kako bi se poboljšao SiC kao konkurentnost materijala supstrata. Budući da se slojevita struktura SiC se lako cijepa, površina cijepanja visoke kvalitete može se dobiti između supstrata i epitaksijalnog filma, što uvelike pojednostavljuje strukturu uređaja; ali istodobno, zbog svoje slojevite strukture, Epitaxial film uvodi veliki broj neispravnih koraka.
Cilj postizanja svjetlosne učinkovitosti je nadanje GaN GaN supstrata, postizanje niskih troškova, ali i kroz GaN supstrat kako bi se postigla učinkovita, velika površina, jednostruka svjetiljka visoka snaga za postizanje, kao i pojednostavljenje tehnologije i prinos poboljšava. Jednom kada je poluvodička rasvjeta postala stvarnost, njezin je značaj jednako onoliko koliko je Edison izumio žarulja. Jednom u podlozi i drugim ključnim tehnološkim područjima kako bi se postigao napredak, njegov proces industrijalizacije bit će ubrzan.
Vrući proizvodi: IP65 tanak LED ulična svjetiljka , linearno osvjetljenje LED , linearna svjetiljka od 60 cm , IP65 troslojno svjetlo
