LED用藍(lán)寶石基板(襯底)詳細(xì)介紹

　　4 藍(lán)寶石基板應(yīng)用種類(lèi)

　　廣大外延片廠家使用的藍(lán)寶石基片分為三種:

　　1，C-Plane藍(lán)寶石基板

　　這是廣大廠家普遍使用的供GaN生長(zhǎng)的藍(lán)寶石基板面.這主要是因?yàn)樗{(lán)寶石晶體沿C軸生長(zhǎng)的工藝成熟、成本相對(duì)較低、物化性能穩(wěn)定,在C面進(jìn)行磊晶的技術(shù)成熟穩(wěn)定。

　　C-Plane藍(lán)寶石基板是普遍使用的藍(lán)寶石基板.1993年日本的赤崎勇教授與當(dāng)時(shí)在日亞化學(xué)的中村修二博士等人，突破了InGaN 與藍(lán)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(lán)光LED.以后的幾年里日亞化學(xué)以藍(lán)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(lán)寶石基板與磊晶技術(shù),提高藍(lán)光的發(fā)光效率,同時(shí)1997年開(kāi)發(fā)出紫外LED，1999年藍(lán)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(tái)灣緊緊跟隨日本的LED技術(shù),臺(tái)灣LED的發(fā)展先是從日本購(gòu)買(mǎi)外延片加工,進(jìn)而買(mǎi)來(lái)MOCVD機(jī)臺(tái)和藍(lán)寶石基板來(lái)進(jìn)行磊晶,之后臺(tái)灣本土廠商又對(duì)藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)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(quán)等方式從而實(shí)現(xiàn)藍(lán)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(tái)灣在LED上游業(yè)務(wù)中的重要地位。目前大部分的藍(lán)光/綠光/白光LED產(chǎn)品都是以日本臺(tái)灣為代表的使用藍(lán)寶石基板進(jìn)行MOCVD磊晶生產(chǎn)的產(chǎn)品.使得藍(lán)寶石基板有很大的普遍性,以美國(guó)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(lán)寶石基板

　　主要用來(lái)生長(zhǎng)非極性/半極性面GaN外延薄膜,以提高發(fā)光效率.通常在藍(lán)寶石基板上制備的GaN外延膜是沿c軸生長(zhǎng)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(qiáng)的內(nèi)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(xiàn)象，使發(fā)光效率提高。

　　以蝕刻(在藍(lán)寶石C面干式蝕刻/濕式蝕刻)的方式,在藍(lán)寶石基板上設(shè)計(jì)制作出微米級(jí)或納米級(jí)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(lán)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(zhǎng)于圖案化藍(lán)寶石基板上會(huì)產(chǎn)生橫向磊晶的效果,減少生長(zhǎng)在藍(lán)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(zhǎng)于一般藍(lán)寶石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.目前臺(tái)灣生產(chǎn)圖案化藍(lán)寶石有中美矽晶、合晶、兆晶，兆達(dá).藍(lán)寶石基板中2/4英寸是成熟產(chǎn)品,價(jià)格逐漸穩(wěn)定,而大尺寸(如6/8英寸)的普通藍(lán)寶石基板與2英寸圖案化藍(lán)寶石基板處于成長(zhǎng)期,價(jià)格也較高,其生產(chǎn)商也是主推大尺寸與圖案化藍(lán)寶石基板,同時(shí)也積極