LED外延片是指当在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石、SiC、Si等)气态物质hn、C、A1、P有控制地输送到衬衣表面,所生长出的特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用金属有机物化学气相沉积的方法外延片处于LED产业链中的上游环节,是半导体照明产业技术含量最高、对最终产品品质、成本控制影响最大的环节。近年来,下游应用市场的繁荣带动我国LED产业迅猛发展,外延片市场也迎来发展良机。国内LED外延片产能快速提升,技术水平不断进步,产品已开始进入中高档次。不同的衬底材料,需要不同的LED外延片生长技术、芯片加工技术和器件封装技术。衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。
LED外延片衬底材料的选择原则如下:
1)结构特性好。外延材料与衬底的晶体结构相同或相近,晶格常数失配度小,结晶性能好,缺陷密度小
2)界面特性好。有利于外延材料成核且黏附性强。
3)化学稳定性好。在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀。
4)热学性能好。导热性好,热失配度小。
5)导电性好。能制成上下结构。
6)光学性能好。器件所发出的光被衬底吸收小。
7)力学性能好。器件容易加工,包括减薄、抛光和切割等。
8)性价比高。
9)大尺寸。一般要求直径不小于2n
10)容易得到规则形状衬底(除非有其他特殊要求),与外延设备托盘孔相似的衬底形状才不容易形成不规则涡流
11)在不影响外延质量的前提下,衬底的可加工性尽量满足后续芯片和封装加工工艺要求。衬底的选择要同时满足以上11个方面是非常困难的。所以,目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发和生产。