白光LED芯片衬底的对比研究

摘要

通过介绍LED外延生长工艺,对比外延材料和蓝宝石衬底材料的特性,总结蓝宝石衬底的优缺点,得出蓝宝石衬底具有晶格匹配性较好,工艺成熟、产品质量优,透光性极高,出光效率高等优点.同时存在热导率较低,电导性差,折射率高导致内部光损达,LED整体出光效率低等缺点.通过阐述图形化衬底的原理,很好的论述了图形化蓝宝石最大的优点,通过图形的光学原理降低在蓝宝石衬底中的光损耗,大大提高了芯片的光有效利用率.针对普通蓝宝石衬底、图形化蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底的光电特性、工艺成熟情况、成本等,对比得出蓝宝石衬底以及图形化蓝宝石衬底工艺最为成熟,应用最广,因图形化蓝宝石衬底解决了常规蓝宝石衬底内部光损大的问题,大大提高了普通蓝宝石衬底的发光效率,是业界应用最广的晶片衬底材料.碳化硅衬底,作为行业巨头科锐采用的主导衬底,导热及导电性能远远高于蓝宝石衬底,更适合做大面积芯片,但是碳化硅衬底的制造成本高,实现大批量生产还需要大大降低其制作成本,应用市场存在局限性.硅衬底同样具有极高的导热、导电性,因其硅物质充足,其材料成本是四种衬底中最低的.由于制作硅衬底的技术并不成熟,制作成本昂贵,量产可行性小.