Substraatmateriaal is de hoeksteen van de technologieontwikkeling van halfgeleiderverlichting. Verschillende substraatmaterialen, de behoefte aan verschillende epitaxiale groei technologie, chipverwerkende technologie en apparaatverpakkingstechnologie, bepaalt het substraatmateriaal de ontwikkeling van halfgeleiderlichttechnologie.
De keuze van substraatmateriaal hangt vooral af van de volgende negen aspecten:
Goede structurele eigenschappen, epitaxiaal materiaal en de substraat kristalstructuur van dezelfde of soortgelijke gitterconstante mismatchgraad is klein, goede kristalliniteit, defectdichtheid is klein
Goede interface eigenschappen, bevorderen voor epitaxiale materiaal nucleatie en sterke hechting
Chemische stabiliteit is goed, in de epitaxiale groei van de temperatuur en de atmosfeer is niet makkelijk om af te breken en corrosie
Goede thermische prestaties, inclusief goede thermische geleidbaarheid en thermische weerstand
Goede geleidbaarheid, kan opbouwen en neerzetten
Goede optische prestaties, de stof die wordt geproduceerd door het door het substraat afgegeven licht is klein
Goede mechanische eigenschappen, eenvoudige verwerking van het apparaat, met inbegrip van dunner, polijsten en snijden
Lage prijs
Grote grootte heeft meestal een diameter van niet minder dan 2 centimeter nodig
De keuze van het substraat om bovengenoemde negen aspecten te voldoen is erg moeilijk. Daarom verandert momenteel alleen door de epitaxiale groei technologie en de verwerkingstechnologie van technologie om zich aan te passen aan verschillende substraten op het onderzoek en ontwikkeling en productie van halfgeleider lichtemitterende apparatuur. Er zijn veel substraten voor galliumnitride, maar er zijn slechts twee substraten die kunnen worden gebruikt voor productie, namelijk saffier Al2O3 en siliciumcarbide SiC-substraten. Tabel 2-4 vergelijkt kwalitatief de prestatie van vijf substraten voor de groei van galliumnitride.
Evaluatie van het substraatmateriaal moet rekening houden met de volgende factoren:
De structuur van het substraat en de epitaxiale filmwedstrijd: het epitaxiale materiaal en de kristalstructuur van het substraatmateriaal van dezelfde of soortgelijke grijze constante mismatch kleine, goede kristalliniteit, defectdichtheid is laag;
De thermische uitzettingscoëfficiënt van het substraat en de epitaxiale filmwedstrijd: de thermische uitzettingscoëfficiënt van de wedstrijd is zeer belangrijk, epitaxiale film en het substraatmateriaal in het thermische uitzettingscoëfficiëntverschil is niet alleen mogelijk om de kwaliteit van epitaxiale film te verminderen, maar ook in het apparaatwerkproces, door warmte veroorzaakt schade aan het apparaat;
De chemische stabiliteit van het substraat en de epitaxiale filmwedstrijd: het substraatmateriaal moet goede chemische stabiliteit hebben, in de epitaxiale groeitemperatuur en de atmosfeer is niet gemakkelijk af te breken en corrosie kan niet door de chemische reactie met de epitaxiale film verminderen de kwaliteit van epitaxiale film;
Materiële voorbereiding van de moeilijkheidsgraad en het niveau van de kosten: rekening houdend met de behoeften van de industriële ontwikkeling, de vereisten voor substraatmateriaal eenvoudig, de kosten zouden niet hoog moeten zijn. De substraatgrootte is over het algemeen niet minder dan 2 centimeter.
Er zijn momenteel meer substraatmaterialen voor GaN-gebaseerde LED's, maar er zijn momenteel maar twee substraten die kunnen worden gebruikt voor commercialisering, namelijk saffier- en siliciumcarbide substraten. Andere zoals GaN, Si, ZnO-substraat is nog steeds in de ontwikkelingsfase, er is nog steeds een afstand van de industrialisatie.
Galliumnitride:
Het ideale substraat voor GaN-groei is GaN-enkelkristal materiaal, waardoor de kristalkwaliteit van epitaxiale film sterk kan worden verbeterd, de dislocatie-dichtheid kan worden verlaagd, de levensduur van het apparaat verbeteren, de lichtsterkte verbeteren en de werkstroomdichtheid verbeteren. De bereiding van GaN enkelkristal is echter erg moeilijk, tot nu toe is er geen effectieve manier.
Zinkoxide:
ZnO is in staat om GaN epitaxiale kandidaat substraat te worden, omdat de twee een zeer opvallende gelijkenis hebben. Beide kristallen structuren zijn hetzelfde, de gitaar herkenning is erg klein, de verboden bandbreedte is dichtbij (band met discontinuous waarde is klein, contact barrière is klein). De dodelijke zwakte van ZnO als een GaN epitaxiale substraat is echter gemakkelijk te ontleden en corroderen bij de temperatuur en de atmosfeer van GaN epitaxiale groei. Op dit moment kunnen ZnO halfgeleidermaterialen niet worden gebruikt voor het vervaardigen van opto-elektronische apparaten of elektronische apparaten met hoge temperaturen. Vooral de kwaliteit van het materiaal komt niet op het apparaatniveau en de P-type dopingproblemen zijn niet echt opgelost, geschikt voor ZnO-gebaseerde halfgeleider materiaal groei apparatuur is nog niet succesvol ontwikkeld.
Saffier:
Het meest voorkomende substraat voor GaN-groei is Al2O3. De voordelen hiervan zijn goede chemische stabiliteit, geen zichtbaar licht absorberen, betaalbaar, productie technologie is relatief volwassen. Slechte warmtegeleidingsvermogen Hoewel het apparaat niet in de kleine stroom wordt blootgesteld, is het niet duidelijk genoeg, maar in het vermogen van een hoogstroomapparaat onder het werk van het probleem is zeer prominent.
Silicium carbide:
SiC als substraatmateriaal dat veel gebruikt wordt in de saffier, is er geen derde substraat voor de commerciële productie van GaN LED. SiC-substraat heeft goede chemische stabiliteit, goede elektrische geleidbaarheid, goede thermische geleidbaarheid, geen zichtbaar licht absorberen, maar het gebrek aan aspecten is ook zeer prominent, zoals de prijs te hoog is, is de kristalkwaliteit moeilijk Al2O3 en Si te bereiken. goede, mechanische verwerkingsprestatie is slecht. Daarnaast is de absorptie van SiC substraat 380 nm onder het UV-licht niet geschikt voor de ontwikkeling van UV-LED's onder 380 nm. Vanwege de gunstige geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid van het SiC-substraat, kan het het probleem van warmteafvoer van het type GaN LED-type power-type oplossen, zodat het een belangrijke rol speelt in halfgeleiderlichttechnologie.
Vergeleken met saffier, is SiC en GaN epitaxiale film rooster matching verbeterd. Daarnaast heeft SiC een blauwe lichtgevende eigenschappen, en een laag weerstandsmateriaal kan elektroden maken, zodat het apparaat voor de verpakking van de epitaxiale film volledig wordt getest om het SiC te verbeteren als een concurrentievermogen van het substraatmateriaal. Aangezien de gelaagde structuur van SiC gemakkelijk gesplitst kan worden, kan een hoogwaardig splitsingsoppervlak worden verkregen tussen het substraat en de epitaxiale film, die de structuur van het apparaat sterk vereenvoudigt; maar tegelijkertijd, door de gelaagde structuur, introduceert de epitaxiale film een groot aantal defecte stappen.
Het doel van het bereiken van lichtgevendheid is het hopen op het GaN van het GaN-substraat, om lage kosten te bereiken, maar ook via het GaN-substraat om te leiden tot een efficiënt groot gebied, single lamp hoge vermogen om te bereiken, evenals gedreven technologie vereenvoudiging en opbrengst verbeteren. Zodra de halfgeleiderverlichting een realiteit is geworden, heeft haar betekenis zo veel als Edison gloeiende uitgevonden. Eenmaal in de substraat en andere belangrijke technologische gebieden om een doorbraak te bereiken, zal haar industrialisatieproces snel worden ontwikkeld.
Hete producten: IP65 slank LED straatlicht , LED dimmen lineair licht , 60cm lineaire lamp , IP65 tri-proof licht
