什么是LED外延片?
LED外延片生長(zhǎng)的基本原理：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片(主要有藍(lán)寶石和、SiC、Si)上，氣態(tài)物質(zhì)InGaAlP有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法。
LED外延片襯底材料是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基石。不同的襯底材料，需要不同的LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)，襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線。
LED外延片襯底材料選擇特點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)特性好，外延材料與襯底的晶體結(jié)構(gòu)相同或相近、晶格常數(shù)失配度小、結(jié)晶性能好、缺陷密度小
1、結(jié)構(gòu)特性好，外延材料與襯底的晶體結(jié)構(gòu)相同或相近、晶格常數(shù)失配度小、結(jié)晶性能好、缺陷密度小
2、界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性強(qiáng)
3、化學(xué)穩(wěn)定性好，在外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中不容易分解和腐蝕
4、熱學(xué)性能好，包括導(dǎo)熱性好和熱失配度小
5、導(dǎo)電性好，能制成上下結(jié)構(gòu)
6、光學(xué)性能好，制作的器件所發(fā)出的光被襯底吸收小
7、機(jī)械性能好，器件容易加工，包括減薄、拋光和切割等
8、價(jià)格低廉。
9、大尺寸，一般要求直徑不小于2英吋。
10、容易得到規(guī)則形狀襯底(除非有其他特殊要求)，與外延設(shè)備托盤孔相似的襯底形狀才不容易形成不規(guī)則渦流，以至于影響外延質(zhì)量。
11、在不影響外延質(zhì)量的前提下，襯底的可加工性盡量滿足后續(xù)芯片和封裝加工工藝要求。
襯底的選擇要同時(shí)滿足以上十一個(gè)方面是非常困難的。所以，目前只能通過外延生長(zhǎng)技術(shù)的變更和器件加工工藝的調(diào)整來適應(yīng)不同襯底上的半導(dǎo)體發(fā)光器件的研發(fā)和生產(chǎn)。用于氮化鎵研究的襯底材料比較多，但是能用于生產(chǎn)的襯底目前只有二種，即藍(lán)寶石Al2O3和碳化硅SiC襯底。表2-4對(duì)五種用于氮化鎵生長(zhǎng)的襯底材料性能的優(yōu)劣進(jìn)行了定性比較。
LED外延片的襯底材料考慮的因素：
1、襯底與外延膜的結(jié)構(gòu)匹配：外延材料與襯底材料的晶體結(jié)構(gòu)相同或相近、晶格常數(shù)失配小、結(jié)晶性能好、缺陷密度低;
2、襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配：熱膨脹系數(shù)的匹配非常重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數(shù)上相差過大不僅可能使外延膜質(zhì)量下降，還會(huì)在器件工作過程中，由于發(fā)熱而造成器件的損壞;
3、襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配：襯底材料要有好的化學(xué)穩(wěn)定性，在外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中不易分解和腐蝕，不能因?yàn)榕c外延膜的化學(xué)反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降;
4、材料制備的難易程度及成本的高低：考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，襯底材料的制備要求簡(jiǎn)潔，成本不宜很高。襯底尺寸一般不小于2英寸。
目前LED外延片襯底材料
當(dāng)前用于GaN基LED的襯底材料比較多，但是能用于商品化的襯底目前只有兩種，即藍(lán)寶石和碳化硅襯底。其它諸如GaN、Si、ZnO襯底還處于研發(fā)階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。
LED外延片的發(fā)展
LED外延片是指在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片（主要有藍(lán)寶石、SiC、Si等）上所生長(zhǎng)出的特定單晶薄膜。外延片處于LED產(chǎn)業(yè)鏈中的上游環(huán)節(jié)，是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量最高、對(duì)最終產(chǎn)品品質(zhì)、成本控制影響最大的環(huán)節(jié)。
近年來，下游應(yīng)用市場(chǎng)的繁榮帶動(dòng)我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，外延片市場(chǎng)也迎來發(fā)展良機(jī)。國(guó)內(nèi)LED外延片產(chǎn)能快速提升，技術(shù)水平不斷進(jìn)步，產(chǎn)品已開始進(jìn)入中高檔次。在芯片市場(chǎng)供貨偏緊和各地政策支持力度加大的背景下，2011年我國(guó)LED外延片產(chǎn)能繼續(xù)擴(kuò)張。在區(qū)域分布上，我國(guó)LED外延片企業(yè)主要集中在閩三角地區(qū)、環(huán)渤海灣地區(qū)和珠三角地區(qū)。
外延片是LED核心器件中的前端高技術(shù)產(chǎn)品，我國(guó)在這一領(lǐng)域的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)目前仍處于“藍(lán)海”階段。國(guó)內(nèi)外延片市場(chǎng)的基本格局是外資企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)，本土廠商逐步崛起。為進(jìn)一步完善LED產(chǎn)業(yè)鏈，“十二五”期間各級(jí)政府將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)上游外延片領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的投入，中下游企業(yè)也在積極向上游拓展，國(guó)內(nèi)LED外延片市場(chǎng)發(fā)展前景樂觀。
