LED行业中所说的PSS衬底和PSS工艺是什么？

一、LED行业中所说的PSS衬底和PSS工艺是什么？

LED PSS是“图案化蓝宝石基板”。以蚀刻(在蓝宝石C面干式蚀刻/湿式蚀刻)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出微米级或纳米级的具有微结构特定规则的图案,藉以控制LED之输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加光的取出率),同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊晶的效果,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。与成长于一般蓝宝石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.目前台湾生产图案化蓝宝石有中美矽晶、合晶、兆晶，兆达.蓝宝石基板中2/4英寸是成熟产品,价格逐渐稳定,而大尺寸(如6/8英寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化蓝宝石基板处于成长期,价格也较高,其生产商也是主推大尺寸与图案化蓝宝石基板,同时也积极增加产能.目前大陆还没有厂家能生产出图案化蓝宝石基板.

二、什么叫蓝宝石衬底材料？

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。

三、什么是LED蓝宝石衬底材料？

LED蓝宝石衬底材料通常指的是氮化铝（AlN）或蓝宝石（Al2O3），它们都是III-V族单晶衬底材料。这些材料通常用于制造高亮度的LED，因为它们具有优异的化学和物理特性，如高热导率，低热膨胀系数，优异的光学透明性和机械强度。另外，LED蓝宝石衬底材料还具有抗辐射、高耐受性、高耐久性等优点。由于其优秀的性能，LED蓝宝石衬底材料的应用范围越来越广泛。

四、蓝宝石衬底缓冲层制造技术

蓝宝石衬底缓冲层制造技术：提升半导体设备性能的关键技术

在当今日益发展的半导体行业中，蓝宝石衬底缓冲层制造技术扮演着重要的角色。随着电子产品的不断进步和市场需求的不断增加，对半导体设备性能的要求也越来越高。而蓝宝石衬底缓冲层制造技术正是为了满足这一需求而应运而生。

首先，我们来了解一下什么是蓝宝石衬底缓冲层。蓝宝石衬底是一种人工合成的蓝宝石材料，具有优异的特性，如高热导率、良好的电绝缘性和化学稳定性等。然而，蓝宝石本身具有晶格不匹配的特点，因此，在半导体器件制造过程中，需要引入缓冲层来降低晶格不匹配引起的缺陷和应力。

蓝宝石衬底缓冲层制造技术可以说是提升半导体器件性能的关键。通过优化制造工艺和材料选择，可以实现更好的晶体质量和较低的缺陷密度，从而提高半导体器件的性能和可靠性。下面我们来介绍一些常用的蓝宝石衬底缓冲层制造技术。

氮化铝缓冲层技术

氮化铝是一种常用的蓝宝石衬底缓冲层材料，具有良好的热膨胀匹配性和晶体质量。它可以有效地降低蓝宝石和上层材料的晶格不匹配度，并增强晶体的生长性能。氮化铝缓冲层技术主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两种方式。

在物理气相沉积方法中，通过在蓝宝石衬底上蒸发氮化铝材料，使其在蓝宝石表面形成一层薄膜。这种方法制备的氮化铝缓冲层具有较高的成膜速度和较好的晶体质量。而化学气相沉积方法则是利用化学反应在蓝宝石表面沉积一层氮化铝薄膜。这种方法可以得到较高的薄膜均匀性和较低的缺陷密度。

掺杂缓冲层技术

除了氮化铝，掺杂缓冲层也是一种常用的技术。通过向蓝宝石衬底中引入杂质元素，可以改变其晶体结构和性能，从而降低晶格不匹配带来的缺陷和应力。常见的掺杂缓冲层材料包括镓化铝、锗化镓等。

镓化铝缓冲层是一种常用的掺杂缓冲层技术。在制备过程中，通过向蓝宝石衬底中掺杂一定比例的镓元素，可以改善蓝宝石和上层材料之间的晶格匹配度，并减小晶体生长过程中的缺陷密度。镓化铝缓冲层技术已经得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。

其他缓冲层技术

除了上述两种技术外，还有一些其他的蓝宝石衬底缓冲层技术，如氮化硅缓冲层和氧化铝缓冲层等。

氮化硅缓冲层是一种常用的非晶体缓冲层技术。通过在蓝宝石衬底上沉积一层氮化硅材料，可以实现较好的缓冲效果。氮化硅缓冲层具有良好的界面质量和较低的缺陷密度，能够有效降低晶体生长过程中的位错密度和缺陷堆积。

而氧化铝缓冲层则是一种通过氧化蓝宝石表面形成一层氧化铝薄膜的技术。这种方法可以提高蓝宝石和上层材料之间的晶格匹配度，并减小晶体生长过程中的缺陷和应力。氧化铝缓冲层技术已经在一些特殊应用领域取得了一定的突破。

蓝宝石衬底缓冲层制造技术的挑战和前景

尽管蓝宝石衬底缓冲层制造技术已经取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战。

首先，蓝宝石衬底材料本身的成本较高，制备过程也较为复杂。这给蓝宝石衬底缓冲层制造技术的应用带来一定的限制。因此，降低成本、提高制备效率将是未来的发展方向。

其次，不同的缓冲层技术适用于不同的应用场景。选择适合的缓冲层技术需要考虑到材料的性能、制备工艺和设备复杂度等因素。因此，研究不同的缓冲层技术，并发展多种技术的融合应用，将是未来的发展趋势。

随着半导体技术的不断发展和市场需求的不断增加，蓝宝石衬底缓冲层制造技术有着广阔的发展前景。通过不断优化制备工艺和材料选择，可以实现更好的蓝宝石衬底缓冲层性能，提高半导体器件的性能和可靠性。未来，我们有理由相信蓝宝石衬底缓冲层制造技术将在半导体行业中发挥更加重要的作用。

五、蓝宝石衬底是用什么原料做成？

蓝宝石衬底是用人造合成蓝宝石晶体制作而成的。蓝宝石衬底是半导体材料中的一种，它的主要成分是铝氧化物。蓝宝石衬底具有非常好的机械性能和热性能，因此被广泛应用于半导体生产中。制作蓝宝石衬底需要先合成蓝宝石晶体，然后将其切割成所需大小和形状。蓝宝石晶体的合成需要特殊的高温高压条件，不同的生产厂家也可能采用不同的技术来合成蓝宝石晶体，但最终制造出的蓝宝石衬底仍然具有类似的材料性质。蓝宝石衬底广泛应用于光电子、LED、微电子等领域，这些领域的发展也在不断推动蓝宝石衬底材料的进步和创新。

六、LED中的蓝宝石衬底起什么作用？

LED芯片是通过外延技术将一层层材料变成气态沉积在一个基底上，这个基底选用蓝宝石，原因蓝宝石衬底技术成熟，机械强度高，器件稳定，透光率尚可。

七、蓝宝石衬底抛光机用在哪些领域？

蓝宝石衬底抛光机是海德公司所研发生产的高精密机械之一。关于蓝宝石抛光机的应用如下 LED蓝宝石衬底抛光机使用范围： 本平面研磨机适合于高精密大型工件的单平面研磨抛光与小型工件的量产。如：大型模具、导光板、陶瓷板、阀片、手机框、汽车轮板等。LED蓝宝石衬底抛光机工作原理：

1.本平面研磨机为精密研磨抛光设备，被磨、抛材料放于研磨盘上，研磨盘逆时钟转动，修正轮带动工件自转，加压气缸对工件施压，工件与研磨盘作相对运转磨擦，来达到研磨抛光目的。2．研磨盘修整机构采用油压悬浮导轨前后往复运动，金刚石修面刀给研磨盘的研磨面进行精密修整，得到理想的平面效果。LED蓝宝石衬底抛光机的工作特点：1．配合高精密度的修面装置，使研磨平面度达到0.002MM，确保批量加工高精密的一些工件达到稳定性，大大节省了时间。

2.变频控制，实现软启动，软停机，冲击力小，减少工件损伤。

3.配合研磨液自动喷雾系统，使的研磨液能均匀的喷洒在研磨盘上，达到工件的稳定性。减少研磨的时间，更节省了耗材的成本，也符合了环境的要求。

4.采用进口的轴承，电机，确保设备的稳定性和耐用性。更满足了对其工件的精密要求。

八、LED用蓝宝石衬底材料有哪几种？

LED用衬底材料一般有蓝宝石衬底，碳化硅衬底及硅衬底三种，其中蓝宝石衬底应用最广泛，因为其加工方法以及加工成本等与其他两种相比较都有不小的优势。虽说在晶格匹配上面是氮化镓衬底砷化镓衬底最为匹配，但其生产加工方法要比碳化硅及硅等都更难上加难。当前用于GaN基LED的衬底材料比较多，但是能用于商品化的衬底目前只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底。其它诸如GaN、Si、ZnO衬底还处于研发阶段，离产业化还有一段距离。　　一、红黄光LED　　红光LED以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)为主，主要采用GaP和GaAs作为衬底，未产业化的还有蓝宝石Al2O3和硅衬底。　1、GaAs衬底：在使用LPE生长红光LED时，一般使用AlGaAs外延层，而使用MOCVD生长红黄光LED时，一般生长AlInGaP外延结构。外延层生长在GaAs衬底上，由于晶格匹配，容易生长出较好的材料，但缺点是其吸收这一波长的光子，布拉格反射镜或晶片键合技术被用于消除这种额外的技术问题。　　2、GaP衬底：在使用LPE生长红黄光LED时，一般使用GaP外延层，波长范围较宽565-700nm;使用VPE生长红黄光LED时，生长GaAsP外延层，波长在630-650nm之间;而使用MOCVD时，一般生长AlInGaP外延结构，这个结构很好的解决了GaAs衬底吸光的缺点，直接将LED结构生长在透明衬底上，但缺点是晶格失配，需要利用缓冲层来生长InGaP和AlGaInP结构。另外，GaP基的III-N-V材料系统也引起广泛的兴趣，这种材料结构不但可以改变带宽，还可以在只加入0.5%氮的情况下，带隙的变化从间接到直接，并在红光区域具有很强的发光效应(650nm)。采用这样的结构制造LED，可以由GaNP晶格匹配的异质结构，通过一步外延形成LED结构，并省去GaAs衬底去除和晶片键合透明衬底的复杂工艺。　　二、蓝绿光LED　　用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。　　1、氮化镓衬底：用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料，这样可以大大提高外延片膜的晶体品质，降低位元错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。可是，制备氮化镓体单晶材料非常困难，到目前为止尚未有行之有效的办法。有研究人员通过HVPE方法在其他衬底(如Al2O3、SiC、LGO)上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离，分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显，即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位元错密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位元错密度要明显低;但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制。　　2、蓝宝石Al2O3衬底：目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟;不足方面虽然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过雷射划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足，却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。　　3、SiC衬底：除了Al2O3衬底外，目前用于氮化镓生长衬底就是SiC，它在市场上的占有率位居第2，目前还未有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。它有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但不足方面也很突出，如价格太高、晶体品质难以达到Al2O3和Si那麼好、机械加工性能比较差。另外，SiC衬底吸收380nm以下的紫外光，不适合用来研发380nm以下的紫外LED。由于SiC衬底优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3衬底上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题。目前国际上能提供商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。　　4、Si衬底：在硅衬底上制备发光二极体是本领域中梦寐以求的一件事情，因为一旦技术获得突破，外延片生长成本和器件加工成本将大幅度下降。Si片作为GaN材料的衬底有许多优点，如晶体品质高，尺寸大，成本低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等。然而，由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的生长过程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的GaN材料。另外，由于硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低。　　5、ZnO衬底：之所以ZnO作为GaN外延片的候选衬底，是因为他们两者具有非常惊人的相似之处。两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近(能带不连续值小，接触势垒小)。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料品质达不到器件水准和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。今后研发的重点是寻找合适的生长方法。但是，ZnO本身是一种有潜力的发光材料。ZnO的禁带宽度为3.37eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380nm附近紫光波段发展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体雷射器的候选材料。ZnO材料的生长非常安全，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。　　6、ZnSe衬底：有人使用MBE在ZnSe衬底上生长ZnCdSe/ZnSe等材料，用于蓝光和绿光LED器件，最先由住友公司推出，由于其不需要荧光粉就可以实现白光LED的目标，故可降低成品，同时电源回路构造简单，其操作电压也比GaN白光LED低。但是其并没有推广，这是因为由于使用MOCVD，p型参杂没有很好解决，试验中需要用到Sb来参杂，所以一般采用MBE生长，同时其发光效率较低，，而且由于自补偿效应的影响，使得其性能不稳定，器件寿命较短。现在蓝宝石衬底是最为广泛应用的，晶体主要材料来自美国，俄罗斯，台湾，大陆也开始慢慢起来了

九、蓝宝石衬底晶片是干什么用的？

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,其切割精度均匀

十、蓝宝石衬底生产工艺中要哪些设备和耗材？

问题是LED外延片生长是吧，那就仅仅是GaN基的LED的生长。 用到的设备主要是MOCVD设备。当然还有一些辅助设备，比如尾气处理系统、超净间及排风系统、水冷系统、气站和供气系统等。 使用的原料和耗材我原来回答过，如下：

1、生产原材料累 蓝宝石衬底（图形衬底或平面衬底）、有机源（镓源、镁源、铝源等）、氨气、高纯氮、高纯氢 2、设备易损件 石墨盘（100多炉换，看工艺了）、加热系统备件（没问题的话能用年把）、尾气过滤器（常换）Veeco有些型号的设备带有小型气体纯化器，此类不能再生，也应该算耗材之一吧。

3、配套耗材 手套、无尘布、无水乙醇、尾气中和用的酸等 工艺流程是1将蓝宝石衬底放入MOCVD2高温到1050度左右退火或叫高温刻蚀3低温到500度左右长低温层4高温到1050度左右生长非掺GaN和n型GaN5生长量子阱6生长p型GaN7取出来就完成外延工艺了下面就该转到芯片工艺去了。