單晶硅是目前應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料。以單晶硅作為G燜基外延片襯底材料引起人們最廣泛的關(guān)注和研究,主要是其有望能將GaNT基器件與Si器件集成。 JANTX1N751A-1同時(shí)與藍(lán)寶石襯底相比,硅襯底材料具有晶體質(zhì)量高、成本低、尺寸大、導(dǎo)電性能優(yōu)良和易加工等特點(diǎn);其次硅材料采用簡(jiǎn)單的濕法腐蝕方法即可去除,非常適宜于剝離襯底的薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)路線,使其在制備半導(dǎo)體照明用大功率垂直結(jié)構(gòu)LED芯片方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì);另外硅襯底LED外延技術(shù)比藍(lán)寶石襯底更加適合于大尺寸襯底。藍(lán)寶石襯底技術(shù)在從2英寸轉(zhuǎn)向6英寸、8英寸時(shí)技術(shù)壁壘較高。氮對(duì)于硅襯底LED技術(shù),從2英寸轉(zhuǎn)向6~8英寸襯底過(guò)度時(shí)顯示了良好的發(fā)展前景,并且可以利用大尺寸硅襯底成本低的優(yōu)勢(shì),大幅度提高LED產(chǎn)線的自 動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率,降低LED產(chǎn)品的綜合成本。然而,在單晶硅上外延生長(zhǎng)氮化鎵材料的難點(diǎn)在于硅與氮化鎵之間存在巨大的晶格失配和熱失配,導(dǎo)致GaN夕卜延薄膜產(chǎn)生高的位錯(cuò)密度和應(yīng)力,容易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,很難獲得高質(zhì)量的可達(dá)器件加工厚度的薄膜。

   表53比較了常用的三種GaN基外延片異質(zhì)外延襯底。三種主流襯底技術(shù)各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),商用化SiC襯底技術(shù)一直被美國(guó)Crcc公司壟斷,價(jià)格也最為昂貴。藍(lán)寶石襯底是目前使用最多且性價(jià)比良好的技術(shù)路線。GaN材料的同質(zhì)外延能夠避免外延薄膜與襯底的晶格失配問(wèn)題,不僅能夠很大程度地減少缺陷,大幅提升器件的性能,而且還可以簡(jiǎn)化工藝步驟,因此GaNT自支撐襯底的研究也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。