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碳化硅具有热导率高（比硅高3倍）、与氮化***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***外延膜生长的基础，同时又是构成led器件的主要组成。先进陶瓷是“选用高度精选的质料，具有能操控的化学成分，依照便于操控的制造技能加工的，便于进行结构设计的，具有优异特性的陶瓷”。下面经过与陶瓷对比，对概念具体辨析。
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***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. ％，研究人员在对单晶硅衬底上生长氮化***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。此外，碳化硅也是高速公路、飞机跑道太阳能热水器等的抱负资料之一。因而碳化硅也有一个俗名叫“耐火砂”，虽然很俗可是充分说明了它所具有的耐火特性。“反响烧结碳化硅喷火嘴”是窑、梭式窑、辊道窑的抱负的喷火窑具，也广泛适用于明火直接加热和辐射管直接加热体系的工业窑炉中。
因此在硅衬底上生长高氮化***薄膜存在很大难度。但是，6h 就晶体结构特性而言，4h-sic和6h-sic的晶体结构与氮化***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***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。若要用一个量化指标区别陶与瓷，那么必定是胚体的吸水率，而决议陶瓷吸水率的两个关键因素，便是质料和烧结温度。表1为陶与瓷吸水率及其烧结温度的总结，可以从这个角度清楚陶向瓷的飞跃。
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。
依据宝石界的资料：莫桑石的火彩是的2.5倍；色散值是0.104（是 氏硬度是10，硬度非它莫属，而莫桑石也有9.2-9.8，也远高于其它宝石。所以，相同条件加工后的莫桑石与石比较也毫不逊色，也有“莫桑钻”之称。
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******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***晶格失配和热失配率低，可以生长出高的氮化***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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