LED外延片襯底一般需要具備以下功能：

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對五種用于氮化鎵生長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。