Substrāta materiāls ir pusvadītāju apgaismes nozares tehnoloģiju attīstības stūrakmens. Dažādi pamatmateriāli, vajadzība pēc dažādām epitaksijas augšanas tehnoloģijām, mikroshēmu apstrādes tehnoloģijām un iekārtu iepakošanas tehnoloģijām, substrātu materiāls nosaka pusvadītāju apgaismojuma tehnoloģijas attīstību.
Substrāta materiāla izvēle galvenokārt ir atkarīga no šādiem deviņiem aspektiem:
Labas strukturālās īpašības, epitaksālais materiāls un tā paša vai līdzīga režģa konstanta nesakritības pakāpes substrāta kristāla struktūra ir maza, laba kristalitāte, defektu blīvums ir mazs
Labas saskarnes īpašības veicina epitaksijas materiālu kodināšanu un stipra saķeri
Ķīmiskā stabilitāte ir laba, temperatūras un epitaksijas pieaugums nav viegli sadalāms un korozija
Laba siltuma veiktspēja, ieskaitot labu siltumvadītspēju un siltuma pretestību
Laba vadītspēja, var veidot un nolocīt
Labs optiskais sniegums, audums, ko rada substrāta izstarotā gaisma, ir mazs
Labas mehāniskās īpašības, viegli apstrādājama ierīce, tai skaitā retināšana, pulēšana un griešana
Zemu cenu
Liela izmēra, parasti diametrs ir vismaz 2 collas
Substrāta izvēle, lai sasniegtu iepriekš minētos deviņus aspektus, ir ļoti sarežģīta. Tādēļ pašlaik tikai ar epitaksiālās augšanas tehnoloģiju izmaiņām un ierīces apstrādes tehnoloģijām, lai pielāgotos dažādiem pusvadītāju gaismas emisijas ierīču pētījumiem un izstrādei un ražošanai. Galija nitrīdam ir daudz substrātu, bet ražošanai var izmantot tikai divus substrātus, proti, safīra Al2O3 un silikona karbīda SiC substrātus. 2.-4. Tabulā kvalitatīvi salīdzina piecu substrātu veiktspēju gallija nitrīda izaugsmē.
Pamatnes materiāla novērtējumā jāņem vērā šādi faktori:
Substrāta struktūra un epitaksiālā filma atbilst: epitaksijas materiāls un substrāta materiāla kristāliska struktūra ar tādu pašu vai līdzīgu, režģa konstantu nesakritību neliela, laba kristalitāte, defektu blīvums ir mazs;
Substrāta termiskās izplešanās koeficients un epitaksijas plēves atbilstība: mača termiskās izplešanās koeficients ir ļoti svarīgs, epitaksijas plēve un substrāta materiāls termiskās izplešanās koeficienta starpībā ir ne tikai iespējams samazināt epitaksijas plēves kvalitāti, bet arī ierīces darba procesā, sakarā ar siltumu; ierīces bojājumi;
Substrāta ķīmiskā stabilitāte un epitaksijas plēves atbilstība: substrāta materiālam jābūt labai ķīmiskai stabilitātei, epitaksijas augšanas temperatūrā un atmosfērā nav viegli salauzt un koroziju, jo ķīmiskā reakcija ar epitaksiālo filmu nevar samazināt epitaksijas plēves kvalitāte;
Materiāla sagatavošana grūtības pakāpei un izmaksu līmenim: ņemot vērā rūpnieciskās attīstības vajadzības, substrāta materiāla sagatavošanas prasības vienkāršas, izmaksas nedrīkst būt augstas. Substrāta izmērs parasti nav mazāks par 2 collas.
Gāzes gaismas diodēm ir vairāk pamatstruktūras, taču pašlaik ir tikai divi substrāti, kurus var izmantot komercializācijai, proti, safīra un silīcija karbīda substrātus. Citas, piemēram, GaN, Si, ZnO substrāts, joprojām ir izstrādes stadijā, joprojām ir zināms attālums no industrializācijas.
Gallija nitrīds:
Ideāls substrāts GaN augšanai ir GaN kristāla materiāls, kas var būtiski uzlabot epitaksijas plēves kristāla kvalitāti, samazināt dislokācijas blīvumu, uzlabot ierīces darbības ilgumu, uzlabot gaismas efektivitāti un uzlabot ierīces darba strāvas blīvumu. Tomēr GaN monokristāla sagatavošana ir ļoti sarežģīta, līdz šim nav efektīvs veids.
Cinka oksīds:
ZnO ir kļuvis par GaN epitaksijas kandidātu substrātu, jo abiem ir ļoti pārsteidzoša līdzība. Abas kristāla struktūras ir vienādas, režģu atpazīšana ir ļoti maza, aizliegtais joslas platums ir tuvs (josla ar pārtrauktu vērtību ir maza, kontaktu barjera ir maza). Tomēr ZnO kā GaN epitaksijas substrāta letālo vājums ir viegli sadalāms un korozija GaN epitaksijas augšanas temperatūrā un atmosfērā. Pašlaik ZnO pusvadītāju materiālus nevar izmantot optoelektronisko ierīču vai augstas temperatūras elektronisko ierīču ražošanai, galvenokārt materiāla kvalitāte nesasniedz ierīces līmeni, un P tipa dopinga problēmas nav patiesi atrisinātas, piemērotas ZnO bāzei pusvadītāju materiālu augšanas aprīkojums vēl nav veiksmīgi attīstījies.
S apphire:
Visbiežākais GaN augšanas substrāts ir Al2O3. Tās priekšrocības ir laba ķīmiska stabilitāte, neuzsūc saskatāmu gaismu, pieejamu, ražošanas tehnoloģija ir relatīvi nobriedusi. Slikta siltuma vadītspēja Kaut arī ierīce nav pakļauta mazajam strāvas darbam, nav pietiekami skaidrs, bet lielas strāvas ierīces jaudas dēļ problēma ir ļoti svarīga.
Silīcija karbīds:
SiC kā substrāta materiāls, ko plaši izmanto safīrā, nav trešā substrāta GaN LED komerciālai ražošanai. SiC substrātam piemīt laba ķīmiskā stabilitāte, laba elektriskā vadītspēja, laba siltumvadītspēja, neuzsūc redzamā gaisma, bet aspektu trūkums ir arī ļoti svarīgs, piemēram, cena ir pārāk augsta, kristāla kvalitāte ir grūti panākt Al2O3 un Si laba mehāniskā apstrāde ir vāja, turklāt SiC substrāta absorbcija 380 nm zem ultravioletās starojuma, kas nav piemērota UV gaismas diodēm līdz 380 nm. Pateicoties SiC substrāta labvēlīgajai vadītspējai un siltumvadāmībai, tas var atrisināt problēmu par enerģijas patēriņa tipa GaN LED ierīces siltuma izkliedi, tādēļ tai ir svarīga loma pusvadītāju apgaismojuma tehnoloģijā.
Salīdzinājumā ar safīra, SiC un GaN epitaksijas plēves režģu saskaņošana ir uzlabota. Turklāt SiC ir zilā luminiscējošā īpašība un zemu pretestības materiālu var veidot elektrodus, tāpēc ierīce pirms epitaksijas plēves iepakojuma ir pilnībā pārbaudīta, lai uzlabotu SiC kā substrāta materiāla konkurētspēju. Tā kā SiC slāņainā struktūra ir viegli nošķelta, starp pamatni un epitaksiālo filmu var iegūt augstas kvalitātes šķelšanas virsmu, kas ievērojami vienkāršo ierīces struktūru; bet tajā pašā laikā, pateicoties tā slāņveida struktūrai, Epitaksijas filma ievieš lielu skaitu bojātu soļu.
Mērķis sasniegt gaismas efektivitāti ir cerēt uz GaN substrāta GaN, lai sasniegtu zemas izmaksas, bet arī ar GaN substrāta palīdzību, lai panāktu efektīvu, lielu platību, vienotu lampu lielo jaudu, kā arī virzītu tehnoloģiju vienkāršošanu un raža uzlabojas. Kad pusvadītāju apgaismojums ir kļuvis par realitāti, tā nozīme tikpat daudz kā Edison izgudroja kvēlspuldzi. Tiklīdz substrātā un citās galvenajās tehnoloģijās, lai sasniegtu izrāvienu, strauji attīstīsies tā industrializācijas process.
Karstie produkti : LED krāsu maiņas gaisma , dekorēts gaismas josla , DLC LED paneļa , ūdensizturīgs LED paneļa gaisma , LED dekorēts gaismas josla , matēta lēca lineāro lampu , 300W jaudas augsts lauru
