
衬底材料是是外延生长的基础,衬底材料的选择对LED外延片的质量至关重要,它需要满足结构特性、化学稳定性、热学性能、导电性、光学性能、机械性能、尺寸和形状等多方面的要求。目前制作LED芯片常用的三种衬底材料为蓝宝石、硅、碳化硅。其中,蓝宝石衬底具备生产技术成熟、器件质量较好、稳定性很好等优势,但存在硬度较高不易减薄和切割、导热性能一般等缺陷;硅衬底、碳化硅衬底内部电流可以纵向流动,因而增大了LED的发光面积、提高了LED的出光效率,同时硅为热的良导体,所以器件的导热性能明显改善,但其制造成本相较于蓝宝石衬底较高,实现商业化还需持续降本。此外Ga AS、AlN、ZnO等材料也可作为衬底,通常根据设计的需要选择使用。
蓝宝石衬底因具备良好的透光性、传导性,需求主要集中在LED照明领域,国产厂商具备竞争优势。据前瞻产业研究院,2017年LED衬底材料应用占蓝宝石需求量的约80%以上,表明蓝宝石衬底在照明领域,尤其是LED照明制造中,有着极高的应用比例和市场需求。