Språk :
SWEWE Medlem :Inloggning |Registrering
Sök
Encyclopedia gemenskap |Encyclopedia Svar |Submit fråga |Ordförråd Kunskap |Överför kunskap
Föregående 1 Nästa Välj Sidor

Safirsubstrat

Kort introduktion

För produktion av LED-chip, är valet av substratmaterial i främsta rummet. Vad bör anta lämpliga substrat, måste den enhet som ska väljas i enlighet med kraven och LED-enheter. Det finns tre allmänna marknaden kan användas som ett substratmaterial:

· Sapphire (Al2O3), kisel (Si), kiselkarbid (SiC)

·Safir

Normalt är ett epitaxialskikt av GaN baserat material och enheten huvudsakligen odlas på ett safirsubstrat. Den safirsubstrat har många fördelar: för det första är safirsubstratet produktionsteknik mogna, är det föredraget anordning kvalitet, för det andra kan en god stabilitet av safir användas i högtemperatur-tillväxtprocess, slutligen, safir hög mekanisk hållfasthet, lätt att hantera och rengöring. Därför är de flesta processer i allmänhet används som safirsubstrat.

Ett safirsubstrat, finns det några problem, såsom gitterfelanpassnings och termisk obalans stress, vilket resulterar i ett stort antal fel i det epitaxiella skiktet, och orsakar svårigheter att den efterföljande bearbetningsanordningen. Safir är en isolator, resistiviteten vid rumstemperatur större än 1011Ω-cm, i detta fall den vertikala strukturen av enheten kunde inte framställas, oftast bara på ytan av n-typ epitaxialskiktet och det p-typade elektrod. Att skapa två elektroder på ytan, vilket resulterar i en minskning i den effektiva Ijusemitterande område, samtidigt som man ökar anordningens tillverkningsprocess för fotolitografi och etsningsprocess, resulterar i lägre utnyttjande av materialet kostnadsökningen. Eftersom P-typ GaN dopad svårigheter för närvarande används allmänt förfarande för framställning av metallelektrod på det transparenta p-typ GaN, en ström diffusion, i syfte att uppnå likformig ljusemission. De transparenta elektroderna är i allmänhet metall för att absorbera ca 30% till 40% av ljuset, och den kemiska stabiliteten hos GaN-baserade material, hög mekanisk hållfasthet, är det inte lätt etsas och därför behovet av bättre anordningar under etsningsprocessen, Detta kommer att öka produktionskostnaderna.

Sapphire hårdhet är mycket hög, i det naturliga materialet hårdhet bara diamant, men i tillverkningsprocessen av de LED-enheter, men det måste gallras och skär (minskat från 400 um om 100 pm). Tillägg för att slutföra processen med gallring och skärutrustning och samtidigt öka en större investering.

Safir är inte en bra värmeledningsförmåga (vid 100 ℃ ca 25W / (mK)). Därför vid användning av LED-enheten, den mängd värme som skall överföras; särskilt för större kraftanordningar, är värmeledningsförmåga en mycket viktig faktor. För att övervinna de ovan nämnda problemen, har många försök till GaN optoelektroniska anordningar som odlas direkt på ett kiselsubstrat, vilket förbättrar termisk och elektrisk ledningsförmåga.

SiC

Kiselkarbid substrat (USA CREE uteslutande använder SiC material som substratet) av LED-chip elektroden är L-formad elektrod, strömflödet är vertikal. Med detta substrat producerade elektrisk och termisk ledningsförmåga produktens prestanda är mycket bra, att göra större effekt enheter.

Värmeledningsförmåga hos kiselkarbidsubstrat (värmekonduktiviteten hos kiselkarbid är 490W / (mK)) eller mer än 10 gånger högre än den safirsubstrat. Sapphire i sig är en dålig värmeledare, och i produktionen av enheten kräver användning av silver plast botten fast kristall, är detta silver plast värmeöverföringsprestanda också dålig. Chip elektrod med hjälp av en kiselkarbidsubstrat är L-formad, och de två elektroder placerade i bottenytan på enheten, den värme som alstras av elektroden kan direkt exporteras, medan nuvarande spridningsskiktet inte kräver ett sådant substrat, så att ljuset inte är aktuell diffusionsskikt material absorption, vilken i sin tur förbättrar ljus extraktionseffektivitet. Men i förhållande till safirsubstrat, en kiselkarbid högre kostnader, men också behovet av att minska sin kommersiella kostnaden.

Kiselsubstrat

Det finns idag en del av LED-chip kiselsubstrat. Chip elektroder av kiselsubstratet kan vara två typer av kontakt, respektive, L är den kontakt (Laterial-kontakt, nivån av kontakten) och kontakt V (Vertikal-kontakt, vertikal kontakt), nedan kallad L-typ elektrod och den V-formade elektroden. Genom dessa två typer av kontakt, kan LED-chip är en lateral strömflöde, kan flödet också vara vertikal. Sedan ström kan flyta i längdriktningen, och därigenom öka den Ijusemitterande område av LED för att förbättra ljuseffektiviteten hos LED. Eftersom kisel är en bra ledare av värme, kan den termiska prestandan hos anordningen förbättras avsevärt, och därigenom förlänga livslängden hos anordningen.

Prestanda Jämförelse

Innehållet presenteras framför LED-chips producerade tre vanliga substratmaterial.

Förutom de ovanstående tre vanligen använda substratmaterial, samt GaAs, AIN, ZnO och andra material kan också användas som ett substrat, vanligen vald i enlighet med konstruktionsbehov.

Materials Evaluation

1. Substratet och det epitaxiella filmstrukturen matchning: samma eller liknande kristallstrukturen hos det epitaxiella material och substratmaterialet, den konstanta missanpassning gitter, goda kristallegenskaper, låg defektdensitet;

2. Den termiska expansionskoefficienten hos substratet och det epitaxiella filmen Matchning: motsvarar den termiska expansionskoefficienten är mycket viktigt, en epitaxial film på substratmaterialet bort från den termiska expansionskoefficienten är för stor kan inte bara minska kvaliteten hos den epitaxiella filmen, men även under drift av anordningen, på grund av värme skador på anordningen;

3. Kemisk stabilitet av substratet och det epitaxiella filmen är matchade: ett substratmaterial som har en bra kemisk stabilitet, den epitaxiella tillväxttemperatur och korrosiv atmosfär av sönderdelningen och enkelt, eftersom den kemiska reaktionen är inte en epitaxial film minskas och kvaliteten hos den epitaxiella filmen;

4. Svårighetsgrad och kostnaden för materialberedning nivå: med hänsyn till behoven av industriell utveckling, utarbetande av substratmaterialet kräver enkel, bör kostnaden inte vara mycket hög. Genomsnittlig storlek på substratet inte är mindre än 2 inches.

Aktuell substratmaterial för GaN-baserade LED är mer, men underlaget kan användas för kommersialisering av endast två, nämligen safir och kiselkarbidsubstrat. Andra, som GaN, Si, ZnO-substrat är fortfarande i utvecklingsstadiet, är fortfarande en bit bort från industrialiseringen.

GaN

Idealiskt substrat för GaN tillväxt är GaN singelkristallmaterial, kan avsevärt förbättra kristallkvalitet epitaxiella filmer, minska störningen densitet, förbättrar livslängden på enheten, förbättrar ljusutbyte, förbättra enhetens drift strömtäthet. Men, är förberedelse av GaN enda kristall mycket svårt, så länge det inte har varit ett effektivt sätt.

Zinkoxid

ZnO har blivit en kandidat substrat för GaN epitaxi, eftersom båda har mycket slående likheter. Två kristaller av samma struktur, är identifiering av kristallen mycket små, nära bandgapet (bandet diskontinuitet värde är liten, kontaktbarriären små). Dock är ZnO epitaxiella GaN-substrat som den fatala svaghet lätt sönderdelas och etsning GaN epitaxialtillväxt temperatur och atmosfär. ZnO halvledarmaterial ännu inte används för att tillverka optoelektroniska enheter eller hög temperatur elektroniska enheter, är att enheten inte upp till den kvalitet på material och P-typ dopning problemet är inte en riktig lösning, lämplig för tillväxten av ZnO-baserade halvledarmaterial enheten har ännu inte utvecklats.

Safir

Det mest använda för att odla GaN-substrat är Al2O3. Fördelen är en god kemisk stabilitet, inte absorberar synligt ljus, är prisvärd tillverkningsteknologi relativt mogna. Trots den dåliga värmeledningsförmåga enheten inte utsätts för en liten ström av uppenbar olämplighet, men vid höga strömkraft anordningar fungerar mycket iögonfallande.

SiC


Föregående 1 Nästa Välj Sidor
Användare Omdöme
Inga kommentarer
Jag vill kommentera [Besökare (3.95.*.*) | Inloggning ]

Språk :
| Kontrollera kod :


Sök

版权申明 | 隐私权政策 | Copyright @2018 World uppslagsverk kunskap