LED用藍寶石基板(襯底)詳細介紹

　　4 藍寶石基板應用種類(lèi)

　　廣大外延片廠(chǎng)家使用的藍寶石基片分為三種:

　　1，C-Plane藍寶石基板

　　這是廣大廠(chǎng)家普遍使用的供GaN生長(cháng)的藍寶石基板面.這主要是因為藍寶石晶體沿C軸生長(cháng)的工藝成熟、成本相對較低、物化性能穩定,在C面進(jìn)行磊晶的技術(shù)成熟穩定。

　　C-Plane藍寶石基板是普遍使用的藍寶石基板.1993年日本的赤崎勇教授與當時(shí)在日亞化學(xué)的中村修二博士等人，突破了InGaN 與藍寶石基板晶格不匹配（緩沖層）、p 型材料活化等等問(wèn)題后，終于在1993 年底日亞化學(xué)得以首先開(kāi)發(fā)出藍光LED.以后的幾年里日亞化學(xué)以藍寶石為基板,使用InGaN材料,通過(guò)MOCVD 技術(shù)并不斷加以改進(jìn)藍寶石基板與磊晶技術(shù),提高藍光的發(fā)光效率,同時(shí)1997年開(kāi)發(fā)出紫外LED，1999年藍紫色LED樣品開(kāi)始出貨，2001年開(kāi)始提供白光LED。從而奠定了日亞化學(xué)在LED領(lǐng)域的先頭地位。

　　臺灣緊緊跟隨日本的LED技術(shù),臺灣LED的發(fā)展先是從日本購買(mǎi)外延片加工,進(jìn)而買(mǎi)來(lái)MOCVD機臺和藍寶石基板來(lái)進(jìn)行磊晶,之后臺灣本土廠(chǎng)商又對藍寶石晶體的生長(cháng)和加工技術(shù)進(jìn)行研究生產(chǎn),通過(guò)自主研發(fā),取得LED專(zhuān)利授權等方式從而實(shí)現藍寶石晶體,基板,外延片的生產(chǎn),外延片的加工等等自主的生產(chǎn)技術(shù)能力,一步一步奠定了臺灣在LED上游業(yè)務(wù)中的重要地位。目前大部分的藍光/綠光/白光LED產(chǎn)品都是以日本臺灣為代表的使用藍寶石基板進(jìn)行MOCVD磊晶生產(chǎn)的產(chǎn)品.使得藍寶石基板有很大的普遍性,以美國Cree公司使用SiC為基板為代表的LED產(chǎn)品則跟隨其后。

　　2，R-Plane或M-Plane藍寶石基板

　　主要用來(lái)生長(cháng)非極性/半極性面GaN外延薄膜,以提高發(fā)光效率.通常在藍寶石基板上制備的GaN外延膜是沿c軸生長(cháng)的，而c軸是GaN的極性軸，導致GaN基器件有源層量子阱中出現很強的內建電場(chǎng)，發(fā)光效率會(huì )因此降低，發(fā)展非極性面GaN外延，克服這一物理現象，使發(fā)光效率提高。

　　以蝕刻(在藍寶石C面干式蝕刻/濕式蝕刻)的方式,在藍寶石基板上設計制作出微米級或納米級的具有微結構特定規則的圖案,藉以控制LED之輸出光形式(藍寶石基板上的凹凸圖案會(huì )產(chǎn)生光散射或折射的效果增加光的取出率),同時(shí)GaN薄膜成長(cháng)于圖案化藍寶石基板上會(huì )產(chǎn)生橫向磊晶的效果,減少生長(cháng)在藍寶石基板上GaN之間的差排缺陷，改善磊晶質(zhì)量，并提升LED內部量子效率、增加光萃取效率。與成長(cháng)于一般藍寶石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.目前臺灣生產(chǎn)圖案化藍寶石有中美矽晶、合晶、兆晶，兆達.藍寶石基板中2/4英寸是成熟產(chǎn)品,價(jià)格逐漸穩定,而大尺寸(如6/8英寸)的普通藍寶石基板與2英寸圖案化藍寶石基板處于成長(cháng)期,價(jià)格也較高,其生產(chǎn)商也是主推大尺寸與圖案化藍寶石基板,同時(shí)也積極