LED用藍寶石基板(襯底)詳細介紹

　　4 藍寶石基板應(yīng)用種類

　　廣大外延片廠家使用的藍寶石基片分為三種:

　　1，C-Plane藍寶石基板

　　這是廣大廠家普遍使用的供GaN生長的藍寶石基板面.這主要是因為藍寶石晶體沿C軸生長的工藝成熟、成本相對較低、物化性能穩(wěn)定,在C面進行磊晶的技術(shù)成熟穩(wěn)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 型材料活化等等問題后，終于在1993 年底日亞化學(xué)得以首先開發(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MOCVD 技術(shù)并不斷加以改進藍寶石基板與磊晶技術(shù),提高藍光的發(fā)光效率,同時1997年開發(fā)出紫外LED，1999年藍紫色LED樣品開始出貨，2001年開始提供白光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)展先是從日本購買外延片加工,進而買來MOCVD機臺和藍寶石基板來進行磊晶,之后臺灣本土廠商又對藍寶石晶體的生長和加工技術(shù)進行研究生產(chǎn),通過自主研發(fā),取得LED專利授權(quán)等方式從而實現(xiàn)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

　　主要用來生長非極性/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軸生長的，而c軸是GaN的極性軸，導(dǎo)致GaN基器件有源層量子阱中出現(xiàn)很強的內(nèi)建電場，發(fā)光效率會因此降低，發(fā)展非極性面GaN外延，克服這一物理現(xiàn)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(shè)計制作出微米級或納米級的具有微結(jié)構(gòu)特定規(guī)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產(chǎn)生光散射或折射的效果增加光的取出率),同時GaN薄膜成長于圖案化藍寶石基板上會產(chǎn)生橫向磊晶的效果,減少生長在藍寶石基板上GaN之間的差排缺陷，改善磊晶質(zhì)量，并提升LED內(nèi)部量子效率、增加光萃取效率。與成長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,價格逐漸穩(wěn)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期,價格也較高,其生產(chǎn)商也是主推大尺寸與圖案化藍寶石基板,同時也積極