LED碳化硅衬底基础概要
碳化硅衬底核心要素
碳化硅衬底核心要素英文回答:The core elements of a silicon carbide substrate can be summarized as follows:1. Material Properties: Silicon carbide (SiC) is a compound semiconductor material known for its excellent thermal conductivity, high breakdown electric field strength, and wide bandgap. These properties make SiC a suitable choice for high-power and high-temperature applications.For example, SiC substrates are widely used in power electronic devices such as MOSFETs and Schottky diodes. The high thermal conductivity of SiC allows for efficient heat dissipation, while the wide bandgap enables the devices to operate at higher voltages and temperatures.2. Crystal Structure: SiC can exist in differentpolytypes, with the most common ones being 4H-SiC and 6H-SiC. The crystal structure of SiC influences its electrical and optical properties. For instance, the 4H-SiC polytype is often preferred for high-power applications due to its higher electron mobility.3. Substrate Quality: The quality of the SiC substrate is crucial for device performance. It includes factors such as crystal defects, surface roughness, and doping levels. High-quality SiC substrates are essential to ensure the reliability and efficiency of the devices fabricated on them.For example, a low defect density in the SiC substrate can lead to higher breakdown voltage and lower leakage current in power devices. Smooth surface morphology is also important for the growth of epitaxial layers and the integration of other materials.4. Epitaxial Growth: Epitaxy refers to the deposition of a crystalline layer on a substrate with a similarcrystal structure. In SiC technology, epitaxial growth iscommonly used to create a thin layer with specific doping and thickness requirements.For example, SiC epitaxial layers can be grown on SiC substrates to create a p-n junction for diode applications. The epitaxial layer can be doped with impurities to achieve the desired electrical characteristics.中文回答:碳化硅衬底的核心要素可以总结如下:1. 材料特性,碳化硅(SiC)是一种复合半导体材料,以其优异的热导率、高击穿电场强度和宽禁带宽度而闻名。
蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案_范文模板及概述说明
蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案范文模板及概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨蓝宝石、碳化硅和硅衬底半导体照明技术方案,并比较它们的优势和挑战。
随着人们对高效能、长寿命和环境友好的照明解决方案的需求增加,半导体照明技术得到了广泛的关注。
蓝宝石、碳化硅和硅衬底半导体作为新兴的材料,在半导体照明中展示出巨大的潜力。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述。
首先,我们将在第2部分介绍蓝宝石照明技术方案,包括对蓝宝石材料的简要介绍以及其在半导体照明中的应用。
然后,在第3部分,我们将探讨碳化硅照明技术方案,包括对碳化硅材料的简介以及其在半导体照明中的应用。
接下来,在第4部分,我们将讨论硅衬底半导体照明技术方案,包括对硅衬底半导体材料及其特性的介绍,以及其在照明中的应用。
最后,在第5部分,我们将对各种技术方案进行总结和对比分析,并展望未来半导体照明技术的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入了解蓝宝石、碳化硅和硅衬底半导体照明技术方案,以便读者能够全面了解这些新兴材料在半导体照明领域的应用,以及它们带来的优势和挑战。
通过对比分析不同技术方案的优缺点,并展望未来的发展趋势,本文将有助于读者更好地理解并选择最适合自己需求的半导体照明解决方案。
2. 蓝宝石照明技术方案2.1 简介蓝宝石材料蓝宝石材料,也被称为刚玉(corundum),是一种高硬度的晶体材料,由氧化铝(Al2O3)组成。
蓝宝石因其在可见光谱中的透明性而在半导体行业中得到广泛应用。
蓝宝石具有良好的光学特性,包括高透射率、低折射率和高耐热性。
2.2 蓝宝石在半导体照明中的应用蓝宝石在半导体照明领域中被用作LED芯片的衬底材料。
LED(Light Emitting Diode)是一种通过电流激发产生光辐射的器件,广泛应用于照明、显示和指示等领域。
使用蓝宝石作为衬底材料可以提供良好的结构支撑和优化光学性能。
具体来说,在LED制造过程中,使用基于蓝宝石的衬底可以实现以下几个关键步骤:首先,通过外延生长技术,在蓝宝石衬底上沉积一层带有特定掺杂物的半导体外延膜层。
LED芯片常用衬底材料
LED芯片常用衬底材料对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。
应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择。
目前市面上一般有三种材料可作为衬底:1.蓝宝石(Al2O3)2.硅(Si)3.碳化硅(SiC)蓝宝石衬底通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。
蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。
因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。
图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。
图1蓝宝石作为衬底的LED芯片使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。
蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作n型和p型电极(如图1所示)。
在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。
由于P型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。
但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。
蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。
添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。
蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。
因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。
硅衬底LED芯片主要制造工艺解析
硅衬底LED芯片主要制造工艺1993年世界上第一只GaN基蓝色LED问世以来,LED制造技术的发展令人瞩目。
目前国际上商品化的GaN基LED均是在蓝宝石衬底或S iC衬底上制造的。
但蓝宝石由于硬度高、导电性和导热性差等原因,对后期器件加工和应用带来很多不便,SiC同样存在硬度高且成本昂贵的不足之处,而价格相对便宜的Si衬底由于有着优良的导热导电性能和成熟的器件加工工艺等优势,因此Si衬底GaN基LED制造技术受到业界的普遍关注。
目前日本日亚公司垄断了蓝宝石衬底上GaN基LED专利技术,美国CREE公司垄断了SiC衬底上GaN基LED专利技术。
因此,研发其他衬底上的GaN基LED生产技术成为国际上的一个热点。
南昌大学与厦门华联电子有限公司合作承担了国家863计划项目“基于Si衬底的功率型GaN 基LED制造技术”,经过近三年的研制开发,目前已通过科技部项目验收。
1、Si衬底LED芯片制造1.1 技术路线在Si衬底上生长GaN,制作LED蓝光芯片。
工艺流程:在Si衬底上生长AlN缓冲层→生长n型GaN→生长InGaN/GaN多量子阱发光层→生长p型AIGaN层→生长p型GaN层→键合带Ag反光层并形成p型欧姆接触电极→剥离衬底并去除缓冲层→制作n型掺si层的欧姆接触电极→合金→钝化→划片→测试→包装。
1.2 主要制造工艺采用Thomas Swan CCS低压MOCVD系统在50 mm si(111)衬底上生长GaN基MQW结构。
使用三甲基镓(TMGa)为Ga源、三甲基铝(TMAI)为Al源、三甲基铟(TMIn)为In源、氨气(NH3)为N源、硅烷(SiH4)和二茂镁(CP2Mg)分别用作n型和p型掺杂剂。
首先在Si(111)衬底上外延生长AlN缓冲层,然后依次生长n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、p型AlGaN 层、p型GaN层,接着在p面制作Ag反射镜并形成p型欧姆接触,然后通过热压焊方法把外延层转移到导电基板上,再用Si腐蚀液把Si衬底腐蚀去除并暴露n型GaN层,使用碱腐蚀液对n 型面粗化后再形成n型欧姆接触,这样就完成了垂直结构LED芯片的制作。
LED芯片衬底材料
LED芯片衬底材料【摘要】衬底材料作为半导体照明产业的技术发展的基石,是半导体产业的核心,具有重要地位。
本文对适合于LED芯片衬底材料的蓝宝石,硅,碳化硅,氮化镓等从材料本身的特性出发,阐述了各种衬底材料的优缺点和未来发展趋势。
【关键词】LED照明蓝宝石衬底硅衬底碳化硅衬底氮化镓衬底1 引言LED照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
由于LED的寿命长,安全可靠,环保节能,色彩多样,所以自从LED发明以来,很快就获得世人的认可。
全球都投入了大量的人力、财力去研究和开发。
我国LED产业起步于20世纪70年代,经过40多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。
在“国家半导体照明工程”的推动下,我国LED下游产业有了长足的发展,但是上游的LED产业仍然需要进一步的投入,以赶上日本,美国和欧洲。
2 衬底材料的要求当今大部分的芯片是GaN,GaN的生长方法有很多种,但是由于尚未解决单晶生产工艺,目前还是在衬底上进行外延生长,是依靠有机金属气象沉积法在相关的异型支撑衬底上生长的[1]。
这样,衬底材料的选用就是我们首要考虑的问题。
要想采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择[2]。
目前来说,好的衬底材料应该有以下九方面的特性:(1)结构特性好,晶圆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)接口特性好,有利于晶圆料成核且黏附性强。
(3)化学稳定性好,在晶圆生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀。
(4)热学性能好,要具备良好的导热性。
(5)导电性好,有利于衬底电极的制备[3]。
LED碳化硅衬底基础概要
LED碳化硅衬底基础概要碳化硅又称金钢砂或耐火砂。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。
碳化硅主要分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。
其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。
绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。
其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。
碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。
可以作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
还可以作为冶金去氧剂和耐高温材料。
碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。
并且高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
碳化硅(SiC)由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为最佳的半导体材料: 短波长光电元件,高温,抗幅射以及高频大功率元件。
主要优势如下:1. 宽能级(eV)4H-SiC: 3.26 6H-Sic: 3.03 GaAs: 1.43 Si: 1.122. 高热传导率(W/cm?K@RT)4H-SiC:3.0-3.8 6H-SiC: 3.0-3.8 GaAs: 0.5 Si: 1.5 3. 高击穿电场(V/cm)4H-SiC: 2.2x106 6H-SiC: 2.4x106 GaAs: 3x105 Si: 2.5x1054. 高饱和电子迁移速度(cm/sec @E 2x105V/cm)4H-SiC: 2.0x107 6H-SiC: 2.0x107 GaAs: 1.0x10 Si: 1.0x107由于碳化硅的宽能级,以其制成的电子元件可在极高温下工作,可以抵受的电压或电场八倍于硅或砷化鎵,特别适用于制造高压大功率元件如高压二极体。
硅衬底LED技术现状、应用情况及趋势展望
硅衬底LED技术现状、应用情况及趋势展望导读:目前LED光源器件的总体发展概况:硅衬底LED近年发展及对LED光源器件产业的影响。
1.背景:目前LED光源器件的总体发展概况:硅衬底LED近年发展及对LED 光源器件产业的影响。
LED产业在过去近10年的发展突飞猛进,LED光源器件的性能呈台阶式上升且成本在不断下降,大部分光源领域基本上都被LED所取代。
LED作为第四代光源,已经广泛应用在户内外照明、汽车照明、液晶背光、景观照明、移动照明等领域。
随着人们消费理念的升级,在一些特殊照明领域,高品质光源逐渐显现出竞争力。
高品质光源的特点是:发光角度小、光斑均匀且照度高。
硅衬底LED因单面出光、方向性好、光品质好等特点在高品质光源市场受到不少关注。
那么,目前硅衬底LED技术、市场现状以及未来发展趋势究竟如何呢?2.概述目前硅衬底LED的整体技术现状在硅衬底上生长GaN材料面临着两大技术挑战。
第一,硅衬底和GaN 之间高达~17%的晶格失配使得GaN材料内部位错密度偏高,影响发光效率;第二,硅衬底和GaN之间高达~54%的热失配,使得GaN薄膜在高温生长完降至室温后容易龟裂,影响生产良率。
因此,硅衬底和GaN薄膜之间的缓冲层生长极其重要,缓冲层起到降低GaN内部的位错密度、缓解GaN龟裂的作用。
很大程度上,缓冲层的技术水平决定了LED的内量子效率和生产良率,是硅衬底LED的重点和难点。
截至目前,经过产业界、学术界各方巨资研发投入,这个技术难关已经基本被攻克。
硅衬底会强烈吸收可见光,因此GaN薄膜必须转移至另一个衬底上,转移之前在GaN薄膜和另一个衬底之间插入一层高反射率的反射镜,使得GaN发出的光不被衬底吸收。
经衬底转移后的LED结构在业界称为薄膜(Thin-Flim)芯片。
薄膜芯片电流扩散、热传导和光斑均匀性等方面相比传统正装结构芯片有优势。
3.硅衬底LED优势技术上主要表现在:衬底材料成本低;器件散热性好、寿命长;封装工艺简单,易于实现自动化生产;可用于大尺寸外延,提高生产效率,降低综合成本。
碳化硅衬底及制备技术介绍
碳化硅衬底及制备技术介绍碳化硅衬底及制备技术,这听起来是不是有点高大上呢?其实啊,没那么神秘啦。
咱先来说说碳化硅这东西是啥。
碳化硅啊,就像是材料界的一个小硬汉。
你看啊,普通的材料可能就像软乎乎的棉花糖,禁不起多少折腾。
可碳化硅不一样,它特别硬,就像那种久经沙场的钢铁战士,面对高温、高压这些恶劣的环境啊,它都能扛得住。
这种特性就使得它在很多高科技领域都特别吃香,比如说在电子设备里,就像给那些娇贵的电子元件找到了一个超级靠谱的保镖。
那这个碳化硅衬底又是什么呢?这就好比是盖房子的地基。
你想啊,要是地基不牢,房子能盖得稳吗?同理,在制造很多和碳化硅有关的电子器件的时候,碳化硅衬底要是质量不好或者不合适,那整个器件的性能就会大打折扣。
这个衬底就像是舞台,上面的电子元件就像演员,舞台要是歪歪扭扭的,演员能好好表演吗?现在咱们就聊聊碳化硅衬底的制备技术。
这制备技术啊,可真是个精细活儿,就像大厨做菜一样,每一个步骤都得拿捏得死死的。
从原料开始说起吧,就像你做饭得选好食材一样,制备碳化硅衬底的原料可得精心挑选。
这原料的纯度要是不够,那就像是炒菜的时候盐放多了或者少了,最后的成品肯定好不了。
制备过程中有一个环节特别关键,就是晶体生长。
这晶体生长啊,就像培育小树苗一样。
你得给它合适的温度、合适的环境,就像小树苗需要阳光、雨露一样。
温度要是不合适,就好比小树苗一会儿被扔到冰天雪地,一会儿又被放到火焰山上,那它能茁壮成长吗?当然不能。
在晶体生长过程中,技术人员得小心翼翼地控制各种参数,哪怕是一点点的偏差,都可能让长出来的碳化硅晶体有缺陷,就像小树苗长歪了一样。
还有一个很重要的部分是加工工艺。
这加工工艺就像是给一件艺术品进行最后的雕琢。
碳化硅衬底从最初的晶体状态到成为一个可以使用的衬底,要经过切割、研磨、抛光等好多工序。
这每一道工序都像是在给一个粗糙的石头打磨成精美的玉石。
要是切割的时候不小心切歪了,那后面再怎么努力也很难把这个衬底做好了,就像你把一块玉石切坏了一块,再怎么雕琢也会有瑕疵。
半导体工艺原理--硅衬底材料制备工艺(贵州大学)概要
将SiHCl3(室温下为液体,沸点32℃)分馏提纯
1100 ℃
SiHCl3+H2
Si+3HCl (多晶硅沉积)
产生电子级硅EGS(纯度十亿分之一),它是多晶硅材料
Silicon Purification I
Silicon Purification II
Electronic Grade Silicon
1.Crystal Growth
Polysilicon Seed crystal Crucible
Heater
2.Single Crystal Ingot
6.Edge Rounding pping
3.Crystal Trimming and Diameter Grind
4.Flat Grinding
磨片和倒角(防止产生缺陷) 切片完成后,要进行双面的机械磨片以去除切片时留下的
损伤,达到硅片两面高度的平行及平坦。磨片是用垫片和带有 磨料的浆料利用压力旋转来完成。
硅片边缘抛光修整(又叫倒角)可使硅片边缘获得平滑的 半径周线。在硅片边缘的裂痕和小裂缝会在硅片上产生机械应 力并会产生位错。平滑的边缘半径对于将这些影响降到最小。
抛光(去除表面缺陷) 制备硅片的最后一步是化学机械平坦化(CMP),它
的目标是高平整度的光滑表面。硅片在抛光盘之间行星式 的运动轨迹使硅片表面平坦且两面平行。最后硅片的两面 都会像镜子一样。
NaOH+SiO2
清洗(去除残留沾污) 半导体硅片必须被清洗使得在发送给芯片制造
厂之前达到超净的洁净状态。清洗规范在过去几年 中经历了相当大的发展,使硅片达到几乎没有颗粒 和沾污的程度。
晶体缺陷
晶体缺陷(crystal defect)就是在重复排列的晶胞结构中 出现的任何中断。硅晶体缺陷对半导体的电学特性有破坏作 用。随着器件尺寸的缩小以及有源栅区面积的增加,更多的 晶体管集成在一块芯片上,缺陷出现在芯片敏感区域的可能 性就会增加。这样的缺陷会对先进的IC器件的成品率有负面 影响。
碳化硅和碳化硅衬底材料
碳化硅和碳化硅衬底材料
碳化硅和碳化硅衬底材料是现代制造业中使用广泛的一种材料。
它们具有高强度,高导热性,高化学稳定性等优异性能,因此被广泛
应用于各种领域,如电子、航空航天、半导体等。
首先,让我们了解一下碳化硅。
碳化硅是一种陶瓷材料,由碳和
硅元素组成。
它具有极高的熔点和硬度,能够抵抗高温,化学腐蚀和
机械磨损,因此被广泛应用于高温热电转换、电子元器件、光学器件、发动机部件等领域。
此外,碳化硅具有较高的导热系数,因此也可用
于热沉、散热器等应用。
随着碳化硅的广泛应用,碳化硅衬底材料也应运而生。
碳化硅衬
底是一种基板,由高纯度碳化硅材料制成。
它具有很好的热导性和化
学稳定性,被广泛应用于光电、半导体、航空航天等领域。
在光电行
业中,碳化硅衬底用于制造LED芯片和激光光源。
在半导体领域中,
碳化硅衬底则用于生产高功率电子元件、高亮度LED芯片等。
以上是碳化硅和碳化硅衬底的概述,接下来介绍它们的制造过程。
碳化硅制造普遍采用两种方法,一种是热解法,一种是反应烧结法。
热解法是将有机硅化合物放入高温炉中进行热解,得到碳化硅。
反应
烧结法是利用碳和硅颗粒在高温下形成化合物,再进行烧结制造。
碳
化硅衬底的制造主要是将纯碳化硅材料烧结而成。
具体步骤包括材料
制备、成型、烧结和加工等。
总之,碳化硅和碳化硅衬底是具有广泛应用前景的高性能材料,
随着科技进步和现代制造行业的发展,它们将在各个领域展现其优异
性能。
碳化硅衬底需求
碳化硅衬底需求
摘要:
1.碳化硅衬底的定义和作用
2.碳化硅衬底的市场需求
3.碳化硅衬底的供应情况
4.碳化硅衬底的发展前景
正文:
碳化硅衬底是一种以碳化硅为基本材料制成的衬底,具有高热导率、高硬度、高抗磨损和高抗氧化性等优点,因此在电子元器件中有着广泛的应用。
近年来,随着科技的发展,碳化硅衬底的市场需求逐年增长。
碳化硅衬底的市场需求主要来自两个方面:一是新能源领域的快速发展,如电动汽车、光伏发电等,对碳化硅衬底的需求量大增;二是随着5G 通信技术的推广,碳化硅衬底在通信基站、数据中心等高功率器件中的应用也日益广泛。
在供应方面,我国碳化硅衬底的生产能力也在不断提升,已有多家企业具备了规模化生产能力。
但与此同时,碳化硅衬底的生产技术仍需进一步提高,以满足更高的市场需求。
总的来看,碳化硅衬底的发展前景广阔。
随着科技的不断进步,碳化硅衬底的应用领域将会更加广泛,市场需求也会持续增长。
碳化硅单晶衬底的作用
碳化硅单晶衬底的作用碳化硅单晶衬底是一种晶体材料,它被广泛应用于半导体行业中,特别是在LED工业中。
在此,将详细介绍碳化硅单晶衬底的作用,它对LED制造的重要性以及其它一些相关信息。
1. 碳化硅单晶衬底的优势首先,碳化硅单晶衬底具有许多有利的特点,例如高热传导率、低热膨胀系数、高稳定性等。
这使它成为了LED制造的理想材料之一。
与其他衬底材料相比,碳化硅单晶衬底的高热传导率和高稳定性可以增加LED器件的效率、降低器件失效的风险。
而低热膨胀系数则可减小LED器件中晶体材料的热膨胀造成的岛松现象,从而提升器件寿命和稳定性。
此外,碳化硅单晶衬底的热阻也很低。
这意味着LED器件(如芯片、晶粒等)的热量可以迅速地转移到其他附加部件或周围环境中,从而防止LED器件过热损坏。
另外,它还具有很强的耐腐蚀性,能够承受各种化学介质的侵蚀。
2. 碳化硅单晶衬底在LED制造中的应用碳化硅单晶衬底在LED制造中的应用主要体现在两个方面:一个是用于研发新型LED材料,另一个是用于生产LED器件。
首先,许多LED研发团队在研究新型LED材料时,会将其生长在碳化硅单晶衬底上。
这是因为碳化硅单晶衬底可以提供一个更为稳定的生长环境,从而获得更稳定、更优质的LED晶体。
其次,在LED器件的生产过程中,碳化硅单晶衬底同样是不可或缺的。
当LED芯片从生长环境中分离出来并运用到真实的应用中时,必须将其嵌入到其它附件(如导线、微透镜等)中,然后将其集成到LED产品中。
在这个过程中,碳化硅单晶衬底可以防止器件过热、降低损坏风险,可以确保器件长久运行。
3. 其他知识点在了解上述两个方面之后,我们来看一下一些相关的知识点。
首先,将新型LED生长在碳化硅单晶衬底上并不是一件易事。
这是因为,碳化硅单晶衬底的制备非常复杂,需要进行多层次的检测和控制。
因此,需要专门的设备和人员来生产这种衬底。
其次,对于使用碳化硅单晶衬底系统的LED晶体生长,有必要使热量均匀传输,防止局部过热或过冷而影响材料的生长和物理结构,从而降低LED器件的效率和稳定性。
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LED碳化硅衬底基础概要
碳化硅又称金钢砂或耐火砂。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑
(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。
碳化硅主
要分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显
微硬度为2840~3320kg/mm2。
其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅
石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。
其硬度介于刚玉和金刚石之间,机
械强度高于刚玉,性脆而锋利。
绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,
添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。
其硬度介于刚玉和金刚石之
间,机械强度高于刚玉。
碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。
可以
作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
还可以作为冶金
去氧剂和耐高温材料。
碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火
材料、磨料及冶金原料。
并且高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅
纤维。
碳化硅(SiC)由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为最佳的半
导体材料: 短波长光电元件,高温,抗幅射以及高频大功率元件。
主要优势如
下:
1. 宽能级(eV)4H-SiC: 3.26 6H-Sic: 3.03 GaAs: 1.43 Si: 1.12
2. 高热传导率(W/cm?K@RT)4H-SiC:
3.0-3.8 6H-SiC: 3.0-3.8 GaAs: 0.5 Si: 1.5 3. 高击穿电场(V/cm)4H-SiC: 2.2x106 6H-SiC: 2.4x106 GaAs: 3x105 Si: 2.5x105
4. 高饱和电子迁移速度(cm/sec @E 2x105V/cm)4H-SiC: 2.0x107 6H-SiC: 2.0x107 GaAs: 1.0x10 Si: 1.0x107
由于碳化硅的宽能级,以其制成的电子元件可在极高温下工作,可以抵受
的电压或电场八倍于硅或砷化鎵,特别适用于制造高压大功率元件如高压二极。