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，需要不同的外延生長技術(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。襯底材料的選擇主要取決于以下九個方面：
jnho *,X Qq+$ea?> [1]結(jié)構(gòu)特性好，外延材料與襯底的晶體結(jié)構(gòu)相同或相近、晶格常數(shù)失配度小、結(jié)晶性能好、缺陷密度�。�
vnc- W3N [2]界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性強；
^Y,nv,gYn [3]化學穩(wěn)定性好，在外延生長的溫度和氣氛中不容易分解和腐蝕；
7Ji|x{`` [4]熱學性能好，包括導(dǎo)熱性好和熱失配度�。�
2!QQypQ [5]導(dǎo)電性好，能制成上下結(jié)構(gòu)；
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光學性能好，制作的器件所發(fā)出的光被襯底吸收�。�
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u ~n [7]機械性能好，器件容易加工，包括減薄、拋光和切割等；
P:KS* lOp [8]價格低廉；
x4v@o?zW [9]大尺寸，一般要求直徑不小于2英吋。
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\Y7 襯底的選擇要同時滿足以上九個方面是非常困難的。所以，目前只能通過外延生長技術(shù)的變更和器件加工工藝的調(diào)整來適應(yīng)不同襯底上的半導(dǎo)體發(fā)光器件的研發(fā)和生產(chǎn)。用于氮化鎵研究的襯底材料比較多，但是能用于生產(chǎn)的襯底目前只有二種，即藍寶石Al2O3和碳化硅SiC襯底。表2-4對五種用于氮化鎵生長的襯底材料性能的優(yōu)劣進行了定性比較。
:8=7)cW P.aN 4 9`= 表2-4：用于氮化鎵生長的襯底材料性能優(yōu)劣比較
x,L<{A`z zi%Ql|zI~ @S9^~W3G3 6 --t6 >5 1）氮化鎵襯底
h>k[ XSHK7vpMf 用于氮化鎵生長的最理想的襯底自然是氮化鎵單晶材料，這樣可以大大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降低位錯密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，提高器件工作電流密度�？墒牵苽涞夡w單晶材料非常困難，到目前為止尚未有行之有效的辦法。有研究人員通過HVPE方法在其他襯底(如Al2O3、SiC、LGO)上生長氮化鎵厚膜，然后通過剝離技術(shù)實現(xiàn)襯底和氮化鎵厚膜的分離，分離后的氮化鎵厚膜可作為外延用的襯底。這樣獲得的氮化鎵厚膜優(yōu)點非常明顯，即以它為襯底外延的氮化鎵
薄膜的位錯密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化鎵薄膜的位錯密度要明顯低；但價格昂貴。因而氮化鎵厚膜作為半導(dǎo)體照明的襯底之用受到限制。
'- X[T} SFJ"(ey$ 氮化鎵襯底生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備：
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4"H|D 缺乏氮化鎵襯底是阻礙氮化物研究的主要困難之一，也是造成氮化鎵發(fā)光器件進展目前再次停頓的根本原因！雖然有人從高壓熔體中得到了單晶氮化鎵體材料，但尺寸很小，無法使用，目前主要是在藍寶石、硅、碳化硅襯底上生長。雖然在藍寶石襯底上可以生產(chǎn)出中低檔氮化鎵發(fā)光二極管產(chǎn)品，但高檔產(chǎn)品只能在氮化鎵襯底上生產(chǎn)。目前只有日本幾家公司能夠提供氮化鎵襯底，價格奇貴，一片2英寸襯底價格約1萬美元，這些襯底全部由HVPE（氫化物氣相外延）生產(chǎn)。
ANWfRtiU# g|TWoRx: HVPE是二十世紀六七十年代的技術(shù)，由于它生長速率很快（一分鐘一微米以上），不能生長量子阱、超晶格等結(jié)構(gòu)材料，在八十年代被MOCVD、MBE等技術(shù)淘汰。然而，恰是由于它生長速率快，可以生長氮化鎵襯底，這種技術(shù)又在“死灰復(fù)燃”并受到重視。可以斷定，氮化鎵襯底肯定會繼續(xù)發(fā)展并形成產(chǎn)業(yè)化，HVPE技術(shù)必然會重新受到重視。與高壓提拉法相比，HVPE方法更有望生產(chǎn)出可實用化的氮化鎵襯底。不過國際上目前還沒有商品化的設(shè)備出售。
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