節(jié)能新材料之半導(dǎo)體照明介紹-wenkub
2023-05-29 03:46:26 本頁(yè)面
【正文】 并且為開(kāi)辟新的材料體系打下基礎(chǔ)。高功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InNGaN等，將會(huì)引發(fā)新的、更加大的商機(jī)，例如，光存儲(chǔ)、光通訊等。 半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個(gè)階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈： ?。?）第一階段 第一階段（特種照明時(shí)代，2005年之前），其中有：儀器儀表指示；金色顯示、室內(nèi)外廣告；交通燈、信號(hào)燈、標(biāo)致燈、汽車燈；室內(nèi)長(zhǎng)明燈、吊頂燈、變色燈、草坪燈；城市景觀美化的建筑輪廓燈、橋梁、高速公路、隧道導(dǎo)引路燈，等等。1998年，GaN基發(fā)光二極管LED市場(chǎng)規(guī)模為US$，2000年，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大至US$13億?！暗镆r底材料的評(píng)價(jià)因素及研究與開(kāi)發(fā)”文稿介紹了氮化物襯底材料的評(píng)價(jià)因素及研究與開(kāi)發(fā)的部分內(nèi)容。對(duì)襯底材料進(jìn)行評(píng)價(jià)要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個(gè)階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈。世界各國(guó)現(xiàn)在又投入了大量的人力、財(cái)力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此領(lǐng)域的制高點(diǎn)。評(píng)價(jià)襯底材料要綜合考慮襯底與外延膜的晶格匹配、襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配、襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配、材料制備的難易程度及成本的高低的因素。 氮化物襯底材料與半導(dǎo)體照明的應(yīng)用前景 GaN是直接帶隙的材料，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個(gè)數(shù)量級(jí)。據(jù)權(quán)威專家的預(yù)計(jì)，GaN基LED及其所用的Ａl2O3襯底在國(guó)際市場(chǎng)上的市場(chǎng)成長(zhǎng)期將達(dá)到50年之久。 ?。?）第二階段第二階段（照明時(shí)代，2005~2010年），其中有：CD、DVD、HDVD光存儲(chǔ)；激光金色顯示；娛樂(lè)、條型碼、打印、圖像記錄；醫(yī)用激光；開(kāi)拓固定照明新領(lǐng)域，衍生出新的照明產(chǎn)業(yè)，為通用照明應(yīng)用打下基礎(chǔ)，等等。實(shí)現(xiàn)高功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InNGaN實(shí)用化，并且達(dá)到其商品化，這需要合適的襯底材料。已提出了多種協(xié)變襯底的制備技術(shù)，例如，自支撐襯底、鍵合和扭曲鍵合、重位晶格過(guò)渡層，以及SOI和VTE襯底技術(shù)等。對(duì)襯底材料進(jìn)行評(píng)價(jià)，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。沿襯底表面法線方向上的匹配。 二、InN的外延襯底材料的研究與開(kāi)發(fā) InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來(lái)講有廣泛應(yīng)用的，其中有：InN；α－Al2O3(0001)；6HSiC；MgAl2O4(111)；LiAlO2和LiGaO2；MgO；Si；GaAs(111)等。用氮化鎵、氮化鋁、氮化銦這三種材料按不同組份和比例生成的固溶體。 自支撐同質(zhì)外延GaN,AlN和AlGaN襯底是目前最有可能首先獲得實(shí)際應(yīng)用的襯底材料。因?yàn)橐r底表面在薄膜生長(zhǎng)前的氮化中變?yōu)锳lON,InN繞α－Al2O3(0001)襯底的六面形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30176。同藍(lán)寶石相比，6HSiC與InN外延膜的晶格匹配得到改善。MgAl2O4晶體是高熔點(diǎn)(2130℃)、高硬度（莫氏8級(jí)）的晶體材料，屬面心立方晶系，空間群為Fd3m,。近年來(lái)，對(duì)MgAl2O4晶體用于GaN的外延襯底材料研究較多。其之間的匹配方向?yàn)椋篒nN(001)//MgAl2O4(111)，InN[110]//MgAl2O4[100]，InN繞MgAl2O4(111)襯底的四方、六方形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30176。 ?。?）LiAlO2和LiGaO2 以往的研究是把LiAlO2和LiGaO2用作GaN的外延襯底材料。而且在目前也很少把LiAlO2和LiGaO2用作InN的外延襯底材料。襯底的氮化溫度低于700℃時(shí)，InN薄膜為立方結(jié)構(gòu)，立方結(jié)構(gòu)消失，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱浇Y(jié)構(gòu)的InN薄膜。此
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