सब्सट्रेट सामग्री अर्धचालक प्रकाश उद्योग प्रौद्योगिकी के विकास की आधारशिला है । विभिंन सब्सट्रेट सामग्री, अलग epitaxial विकास प्रौद्योगिकी, चिप प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी और उपकरण पैकेजिंग प्रौद्योगिकी के लिए की जरूरत है, सब्सट्रेट सामग्री अर्धचालक प्रकाश प्रौद्योगिकी के विकास को निर्धारित करता है ।
सब्सट्रेट सामग्री की पसंद निम्नलिखित नौ पहलुओं पर मुख्य रूप से निर्भर करता है:
अच्छा संरचनात्मक विशेषताओं, epitaxial सामग्री और एक ही या इसी तरह के सब्सट्रेट क्रिस्टल संरचना, जाली लगातार बेमेल डिग्री छोटा है, अच्छा crystallinity, दोष घनत्व छोटा है
अच्छा इंटरफ़ेस विशेषताओं, epitaxial सामग्री nucleation और मजबूत आसंजन के लिए अनुकूल है
रासायनिक स्थिरता अच्छा है, तापमान और वायुमंडल के epitaxial वृद्धि में नीचे और जंग तोड़ने के लिए आसान नहीं है
अच्छा थर्मल चालकता और थर्मल प्रतिरोध सहित थर्मल प्रदर्शन,
अच्छा चालकता, ऊपर और नीचे संरचना बनाया जा सकता है
अच्छा ऑप्टिकल प्रदर्शन, सब्सट्रेट द्वारा उत्सर्जित प्रकाश द्वारा उत्पादित कपड़े छोटे है
अच्छा यांत्रिक गुण, उपकरण के आसान प्रसंस्करण, thinning सहित, चमकाने और काटने
कम कीमत
बड़े आकार, आम तौर पर 2 इंच से कम नहीं की एक व्यास की आवश्यकता है
सब्सट्रेट के विकल्प से ऊपर नौ पहलुओं को पूरा करने के लिए बहुत मुश्किल है । इसलिए, वर्तमान में केवल epitaxial वृद्धि प्रौद्योगिकी परिवर्तन और डिवाइस प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के माध्यम से अर्धचालक प्रकाश उत्सर्जक डिवाइस अनुसंधान और विकास और उत्पादन पर विभिन्न सब्सट्रेट करने के लिए अनुकूलित करने के लिए । वहाँ गैलियम नाइट्राइड के लिए कई सब्सट्रेट हैं, लेकिन वहाँ केवल दो सब्सट्रेट है कि उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, अर्थात् नीलमणि Al2O3 और सिलिकॉन कार्बाइड सिक सब्सट्रेट. तालिका 2-4 गुणात्मक गैलियम नाइट्राइड वृद्धि के लिए पांच सब्सट्रेट के प्रदर्शन की तुलना करता है ।
सब्सट्रेट सामग्री का मूल्यांकन खाते में निम्नलिखित कारकों लेना चाहिए:
सब्सट्रेट और epitaxial फिल्म मैच की संरचना: epitaxial सामग्री और एक ही या इसी तरह के सब्सट्रेट सामग्री क्रिस्टल संरचना, जाली लगातार बेमेल छोटे, अच्छा crystallinity, दोष घनत्व कम है;
सब्सट्रेट और epitaxial फिल्म मैच के थर्मल विस्तार गुणांक: मैच के थर्मल विस्तार गुणांक बहुत महत्वपूर्ण है, epitaxial फिल्म और थर्मल विस्तार गुणांक अंतर में सब्सट्रेट सामग्री के लिए संभव ही नहीं है epitaxial फिल्म की गुणवत्ता में कमी, लेकिन यह भी डिवाइस काम प्रक्रिया में, गर्मी के कारण डिवाइस को नुकसान;
सब्सट्रेट और epitaxial फिल्म मैच के रासायनिक स्थिरता: सब्सट्रेट सामग्री अच्छा रासायनिक स्थिरता होना चाहिए, epitaxial वृद्धि तापमान और वायुमंडल में आसान नहीं है और जंग तोड़ने के लिए, रासायनिक प्रतिक्रिया की वजह से नहीं कर सकते epitaxial फिल्म के साथ epitaxial फिल्म की गुणवत्ता कम करने के लिए;
कठिनाई की डिग्री और लागत के स्तर की सामग्री तैयार: खाते में औद्योगिक विकास की जरूरतों को ध्यान में रखते हुए, सब्सट्रेट सामग्री तैयारी आवश्यकताओं सरल, लागत उच्च नहीं होना चाहिए. सब्सट्रेट आकार आम तौर पर 2 इंच से कम नहीं है ।
वर्तमान में और अधिक सब्सट्रेट सामग्री के लिए कर रहे हैं-एल ई डी आधारित है, लेकिन वर्तमान में केवल दो सब्सट्रेट है कि व्यावसायीकरण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, अर्थात् नीलमणि और सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट. इस तरह के अंय के रूप में, एसआई, जिंग सब्सट्रेट विकास के चरण में अभी भी है, वहां अभी भी औद्योगीकरण से कुछ दूरी पर है ।
गैलियम नाइट्राइड:
गण विकास के लिए आदर्श सब्सट्रेट एक क्रिस्टल सामग्री है, जो बहुत epitaxial फिल्म के क्रिस्टल गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं, अव्यवस्था घनत्व को कम करने, डिवाइस के कामकाजी जीवन में सुधार, चमकदार दक्षता में सुधार और डिवाइस में सुधार वर्तमान घनत्व काम कर रहे । हालांकि, एक एकल क्रिस्टल की तैयारी बहुत मुश्किल है, अब तक कोई कारगर तरीका है ।
जिंक ऑक्साइड:
जिंग गया है epitaxial उंमीदवार सब्सट्रेट बनने में सक्षम है, क्योंकि दो एक बहुत हड़ताली सादृश्य है । दोनों क्रिस्टल संरचनाओं एक ही हैं, जाली मांयता बहुत छोटा है, निषिद्ध बैंड चौड़ाई करीब है (निरंतर मूल्य के साथ बैंड छोटा है, संपर्क बाधा छोटी है) । हालांकि, एक गण epitaxial सब्सट्रेट के रूप में जिंग की घातक कमजोरी विघटित करने के लिए आसान है और epitaxial विकास के तापमान और वातावरण पर जीर्णशीर्ण । वर्तमान में, जिंग सेमीकंडक्टर सामग्री optoelectronic उपकरणों या उच्च तापमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता, मुख्य रूप से सामग्री की गुणवत्ता डिवाइस स्तर तक पहुंच नहीं है और पी-प्रकार डोपिंग समस्याओं का सही मायने में समाधान नहीं किया गया है, जिंग-आधारित अर्धचालक सामग्री विकास उपकरण के लिए उपयुक्त अभी तक सफलतापूर्वक विकसित नहीं किया है ।
एसapphire:
Al2O3 विकास के लिए सबसे आम सब्सट्रेट है । इसके फायदे अच्छा रासायनिक स्थिरता रहे हैं, दिखाई प्रकाश को अवशोषित नहीं, सस्ती, विनिर्माण प्रौद्योगिकी अपेक्षाकृत परिपक्व है. गरीब थर्मल चालकता हालांकि डिवाइस छोटे वर्तमान काम में उजागर नहीं है पर्याप्त स्पष्ट नहीं है, लेकिन उच्च वर्तमान समस्या के काम के तहत डिवाइस की शक्ति में बहुत प्रमुख है ।
सिलिकॉन कार्बाइड:
एक सब्सट्रेट सामग्री के रूप में व्यापक रूप से नीलमणि में इस्तेमाल किया सिक, वहाँ कोई तीसरा सब्सट्रेट के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए नेतृत्व. सिक सब्सट्रेट अच्छा रासायनिक स्थिरता, अच्छा विद्युत चालकता, अच्छा थर्मल चालकता, दृश्य प्रकाश को अवशोषित नहीं है, लेकिन पहलुओं की कमी भी बहुत प्रमुख है, जैसे कीमत बहुत अधिक है, क्रिस्टल गुणवत्ता Al2O3 और एसआई को प्राप्त करने के लिए मुश्किल है तो अच्छा, यांत्रिक प्रसंस्करण प्रदर्शन गरीब है, इसके अलावा, यूवी लाइट नीचे ३८० एनएम के सिक सब्सट्रेट अवशोषण, ३८० एनएम के नीचे यूवी एल ई डी के विकास के लिए उपयुक्त नहीं है । क्योंकि लाभप्रद चालकता और सिक सब्सट्रेट के थर्मल चालकता की, यह शक्ति प्रकार के एलईडी डिवाइस के गर्मी अपव्यय की समस्या को हल कर सकते हैं, तो यह अर्धचालक प्रकाश प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है ।
नीलमणि, सिक और गण epitaxial फिल्म जाली मिलान के साथ तुलना में सुधार हुआ है । इसके अलावा, सिक एक नीले luminescent गुण है, और एक कम प्रतिरोध सामग्री, इलेक्ट्रोड कर सकते हैं, ताकि epitaxial फिल्म की पैकेजिंग से पहले डिवाइस एक सब्सट्रेट सामग्री प्रतिस्पर्धात्मकता के रूप में सिक को बढ़ाने के लिए पूरी तरह से परीक्षण किया है. सिक के स्तरित संरचना आसानी से सट जाता है के बाद से, एक उच्च गुणवत्ता दरार सतह सब्सट्रेट और epitaxial फिल्म है, जो बहुत डिवाइस की संरचना को सरल के बीच प्राप्त किया जा सकता; लेकिन एक ही समय में, अपने स्तरित संरचना के कारण, epitaxial फिल्म दोषपूर्ण कदम की एक बड़ी संख्या का परिचय ।
चमकदार क्षमता को प्राप्त करने के लक्ष्य को पूरा करने के लिए, कम लागत को प्राप्त करने के लिए, लेकिन यह भी कि, कुशल, बड़े क्षेत्र, एकल लैंप उच्च शक्ति को प्राप्त करने के लिए नेतृत्व करने के लिए, के रूप में अच्छी तरह से संचालित प्रौद्योगिकी सरलीकरण और उपज सुधार. एक बार अर्धचालक प्रकाश एक वास्तविकता बन गया है, इसके महत्व के रूप में ज्यादा के रूप में एडीसन गरमागरम का आविष्कार किया । एक बार सब्सट्रेट और अंय प्रमुख प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में एक सफलता प्राप्त करने के लिए, अपनी औद्योगिकीकरण प्रक्रिया तेजी से विकास किया जाएगा ।
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