蓝宝石衬底材料是一种用于LED芯片衬底的材料，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。

相关介绍：

传统的LED芯片采用正装结构，上面通常涂敷一层环氧树脂，下面以蓝宝石作为衬底。一方面,由于蓝宝石的导热性较差，有源层产生的热量不能及时地释放，而且蓝宝石衬底会吸收有源区的光线,即使增加金属反射层也无法完全解决吸收的问题。

扩展资料

2001年，LumiLeds研制出了AIGalnN功率型倒装芯片结构，LED芯片通过凸点倒装连接到硅基上。这样大功率LED产生的热量不必经由芯片的蓝宝石衬底，而是直接传到热导率更高的硅或陶瓷衬底，再传到金属底座，由于其有源发热区更接近于散热体，可降低内部热沉热阻。

由SemiLedS研发的以蓝宝石为衬底的垂直结构GaN基LED芯片从2005年11月开始进入市场。制造垂直结构LED芯片有两种基本方法，剥离生长衬底和不剥离生长衬底。

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。三种衬底材料：蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（SiC）。

参考资料来源：百度百科-蓝宝石衬底

LED中的蓝宝石衬底起什么作用

LED蓝宝石衬底有许多优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量好；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。

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，其切割精度均以μm级计算，这对于蓝宝石衬底切割的工艺要求提出了非常高的考验。

由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光到中红外线都具有很好的透光性。因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上。

它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045°C) 等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关。

扩展资料

蓝宝石基板应用种类：广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种：

1、C-P1ane蓝宝石基板：这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面。这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定，在C面进行磊晶的技术成熟稳定。

2、R-P1ane或M- Plane蓝宝石基板：主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜，以提高发光效率。通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴。

导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN外延，克服这一-物理现象，使发光效率提高。

3、图案化蓝宝石基板(Pattern Sapphire Substrate 简称PSS)：以成长(Growth)或蚀刻(Etching)的方式，在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规则的微结构图案藉以控制LED之输出光形式。

并可同时减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。

什么是LED 蓝宝石衬底材料？

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。

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。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400μm减到100μm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。为了克服以上困难，很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上，从而改善导热和导电性能。

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。市面上一般有三种材料可作为衬底：

·蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（SiC）

蓝宝石衬底划裂原理

熔融的偏铝酸盐填充蓝宝石衬底表面的微裂纹缝隙。

根据对蓝宝石化学性质的理论分析，揭示出了蓝宝石衬底退火过程中表面亮点缺陷的形成机理，即亮点缺陷的形成主要是由于清洗过程中在蓝宝石衬底表面有碱性物质的残留，在退火过程中碱性物质在高温条件下与蓝宝石发生反应，生成了偏铝酸盐，熔融的偏铝酸盐填充蓝宝石衬底表面的微裂纹缝隙，形成所谓的亮点缺陷，通过揭示亮点缺陷的形成机理，可以减少甚至避免退火过程中蓝宝石衬底表面亮点缺陷的形成，提高产品的良品率，降低生产成本。

蓝宝石(Sapphire)，是刚玉宝石中除红宝石(Ruby)之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al_O_）。蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致，蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。

蓝宝石衬底pss发黄

蓝宝石衬底pss发黄是因为受到腐蚀。

pss也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。