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碳化硅具有热导率高（比硅高3倍）、与氮化镓晶格失配小（4％）等优势，非常适合用作新一光二极管（led）衬底材料。在《中 )》中将碳化硅列为“新一代信息功能材料及器件”，在《制造2025》中明确大尺寸碳化硅单晶衬底为“关键战略材料”“先进半导体材料”。
可以毫不夸张地说，碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。从整体上来看，碳化硅半导体完整产业链包括：碳化硅原料-晶锭-晶片-外延-芯片-器件-模块。在led的制备中，上游的碳化硅晶片（衬底）材料是决定led颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素。图1碳化硅半导体产业链（图片来源：碳化硅半导体技术及产业发展现状）衬底材料的性能要求衬底材料是氮化镓外延膜生长的基础，同时又是构成led器件的主要组成。原位组成技能原位组成技能指运用反响生成第二相，以耐火资料的功用。其优点是可以削减克服外加第二相的固有缺陷，一起还可下降产品的价格。例如以zrsio4、al2o3和c作质料，运用反响烧结原位生成sic颗粒和晶须复合zas资料，把sic颗粒均匀涣散于zas内，不只前进了zas的力学功用，而且可以含碳耐火资料的功用，并其运用寿命。
衬底材料表面粗糙度、热系数、热传导系数、与外延材料间晶格匹配程度等指标深刻影响着所生产高亮度led的发光效率与性。表1展示了合格的衬底材料所要考察的性能要求及其解释。表1衬底材料性能要求及其解释常见衬底材料的性能对比目前，常见的衬底材料有蓝宝石（al2o3）、单晶硅和碳化硅。碳化硅具有多种晶型，可分为三大类：立方型（如3c-sic）、六角型（如4h-sic）和菱形（如15r-sic），其中4h-sic和6h-sic主要用作氮化镓衬底。
常见衬底材料主要性质gan基发光二极管衬底材料的研究进展我们可以通过与蓝宝石和单晶硅材料进行对比，看看碳化硅衬底是如何研究人员的青睐并突围，成为衬底材料中的高端品种。晶格失配和热失配方面。蓝宝石晶格失配率13.9％，硅晶格失配率16.9％，而碳化硅的晶格失配率仅为3.4％；热失配率方面，蓝宝石30.3％ 研究人员在对单晶硅衬底上生长氮化镓中发现，其薄膜会受到巨大的热应力而外延层产生大量缺陷甚至发生龟裂。商场前景归纳和国内商场，国外半导体商场相对老练，国内商场则处于刚起步阶段。但现阶段大力开展半导体职业，并将12寸单晶片的列入规划，职业 归纳预估，在未来5年内，国内商场的开展必定带动碳化硅线切开微粉商场进入下一个小。
因此在硅衬底上生长高氮化镓薄膜存在很大难度。但是，6h-sic的热失配率仅有15.92129％。因此，就晶体结构特性而言，4h-sic和6h-sic的晶体结构与氮化镓均为纤锌矿结构，晶格失配率和热失配率均低，适合生长高的氮化镓外延层。导电性能方面。蓝宝石是一种绝缘体，在这种情况下无法制作垂直结构的器件，通常只在外延层上表面制作n型和p型电极。先进结构陶瓷工业散布，这是清华大学新式陶瓷与精密工艺重点实验室的谢志鹏教授总结的工业散布图，发布于2019年2月，可以发现先进结构陶瓷工业集中于广东、湖南、江西、江苏、河北、山东、辽宁等地。
碳化硅和单晶硅具有很好的导电性能，可用来制作垂直型led，与蓝宝石衬底上制备的水平型器件相比较，碳化硅上制备垂直型器件工艺简单。两种结构的led。垂直型led由于将导电衬底作为下电极，器件上表面只有一个电极，增大了发光区域面积，另外，垂直型led具有更加均匀的电流分布密度，避免了水平型结构由于电流密度分布不均匀产生的局部过热，能够承载更高的正向电流。
水平型结构ledgan基发光二极管衬底材料的研究进展垂直性结构led导热性能方面。蓝宝石的散热性能差，300k时仅为0.3w·cm-1·k-1，单晶硅在300k时热导率为1.3w·cm-1·k-1，均远低于碳化硅晶体的热导率。此外，碳化硅制成的垂直型led较蓝宝石的水平型led，产生的热量能够从电极两端导出，因此更为适合作为大功率led的衬底材料，并拥有更长的使用寿命。光学性能方面。蓝宝石和碳化硅均不吸收可见光，硅衬底对光的吸收严重，led出光效率低。
与固着磨料加工不同，研磨液中的磨料颗粒是以游离办法存在，加工工件是经过游离磨料进行加工的。别的，磨料颗粒与研磨盘的相对硬度和磨料颗粒的形状及物理机械功用对研磨效果影响很大，硬度较大的磨料对加工工件的资料去除率较高，但在加工中造成的损害也较大；而硬度较小的磨料的去除率较低，但在工件外表发生的损害区域较小，因而外表。
不过，碳化硅衬底并不是样样全能，其大的问题就是晶片的生产问题。蓝宝石是目前商业应用为广泛的led衬底材料，蓝宝石采用熔体法生长，工艺更成熟，可较低成本、较大尺寸、高的单晶，适合产业化发展。同样，单晶硅生长技术高度成熟，容易低成本、大尺寸（6-12英寸）、高的衬底，可以大大led的造价。但是，生长高、大尺寸碳化硅单晶难度较大，且碳化硅为层状结构易于解理，加工性能较差，容易在衬底表面引入台阶状缺陷，影响外延层。
同尺寸的碳化硅衬格为蓝宝石衬底的几十倍，高昂的价格了其大规模应用。其中实现了高品质碳化硅衬底材料量产的企业，个别产品仅有美国gree与可以批量生产。h-导电型碳化硅衬底材料总结通过以上对三种衬底材料具体性能的比较，我们可以通过优、良、差三个评级，直观地后结果。常见三种衬底材料性能比较结果综合而言，碳化硅晶体与氮化镓晶格失配和热失配率低，可以生长出高的氮化镓薄膜；导电性优良，可以做成垂直led结构；导热性优良，使用寿命长，适合大功率led制备；光学性能优良，不吸收可见光，出光效率高。但是，虽然碳化硅晶体非常适合作为led衬底材料，但成本较高，其相关技术与专利面临着垄断，这是未来亟需解决的问题。
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