图1 蓝色宝石做为衬底的LED芯片

应用蓝色宝石做为衬底也存有一些难题，比如晶格常数失配和内应力失配，这会在外延性层中形成很多缺 陷，与此同时给事后的元器件制作工艺导致艰难。蓝色宝石是一种导体和绝缘体，常温状态的电阻超过1011Ω·cm，在这样的情形下没法制做垂直结构的元器件；一般 只在外延性层 上表层制做n型和p型电级（如图所示1所显示）。在上表层制做2个电级，导致了合理发亮总面积降低，与此同时提高了电子元器件生产制造中的光刻技术和离子注入加工工艺全过程，結果使原材料使用率 减少、成本上升。因为P型GaN夹杂艰难，当今广泛使用在p型GaN上制取金属材料全透明电级的方式 ，使电流量蔓延，以实现匀称发亮的目地。可是金属材料全透明电级一般 要消化吸收约30%~40%的光，与此同时GaN基原料的有机化学功能平稳、冲击韧性较高，不易对其开展离子注入，因而在离子注入全过程中必须 比较好的机器设备，这可能提升生产制造成 本。

蓝色宝石的强度特别高，在当然原材料中为强度仅低于金钢石，可是在LED元器件的制作过程中却必须 对它开展薄化和激光切割（从400nm降到100nm上下）。增添进行薄化和激光切割加工工艺的机器设备又要提升一笔很大的项目投资。

蓝色宝石的传热性能并不是非常好（在100℃约为25W/（m·K））。因而在应用LED元器件时， 会传输出很多的发热量；尤其是对总面积比较大的大电力电子器件，传热性能是一个十分关键的考量要素。为了更好地解决之上艰难，很多人尝试将GaN半导体材料立即生长发育在硅衬底 上，进而改进传热和导电率能。

　　 硅衬底

现阶段有一部分LED芯片选用硅衬底。硅衬底的集成ic电级可选用二种触碰方法，分别是L触碰（Laterial-contact , 水准触碰）和V触碰（VerTIcal-contact，竖直触碰），下称为L型电级和V型电级。根据这二种触碰方法，LED芯片內部的交流电能够是横 向流通的，还可以是竖向流动性的。因为电流量能够竖向流动性，因而扩大了LED的发亮总面积，进而增强了LED的出光高效率。由于硅是热的抗磁质，因此 元器件的传热性 能能够大大提高，进而增加了元件的使用寿命。

　　 碳碳复合材料衬底

碳碳复合材料衬底（英国的CREE企业专业选用SiC原材料做为衬底）的LED芯片电级是L型电级，电流量是竖向流动性的。选用这类衬底制做的电子元件的导电性和传热性能都很好，有益于制成总面积比较大的大电力电子器件。选用碳碳复合材料衬底的LED芯片如图所示2所显示。

图2 选用蓝色宝石衬底与碳碳复合材料衬底的LED芯片

碳碳复合材料衬底的传热性能（碳碳复合材料的热导率为490W/(m·K)）要比蓝色宝石衬底高于10倍 之上。蓝色宝石自身是热的准稳态，而且在制做元器件时底端必须 应用银胶固晶，这类银胶的导热特性也很差。应用碳碳复合材料衬底的集成ic电级为L型，2个电级遍布在器 件的表层和底端，所造成的热能能够根据电级立即导出来；与此同时这类衬底不用电流量蔓延层，因而光不容易被电流量蔓延层的资料消化吸收，那样又提升了出光高效率。可是相对性 于蓝色宝石衬底来讲，碳碳复合材料制造成本较高，完成其商业化的还必须减少对应的成本费。

三种衬底的特性较为

前边的具体内容简介的也是制做LED芯片常见的三种衬底原材料。这三种衬底资料的综合能较为可参照表1。

表1 三种衬底资料的特性较为