什么是蓝宝石衬底

Al₂O₃是目前用于生长GaN和InGaN的主要衬底材料，业界称为蓝宝石。蓝宝石衬底有以下优点：
（1）      生产技术成熟，器件质量较好。
（2）      不吸收可见光，透光性好，价格适中。
（3）      稳定性很好，能够运用在高温生长环境中。
（4）      机械强度高，易于处理和清洗。
目前，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底来做LED芯片。
当然使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题，如晶格失配和热应力失配，这会在外延层中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体，在常温下电阻率会很大，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。但是在其表面制作两个电极，会造成有效发光面积减少，同时增加器件制造中的光刻和刻蚀的工艺过程，结果会使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难，故当前普遍采用在P型GaN上制备金属透明电极的方法，使电流扩散，以达到发光均匀的目的。但是金属透明电极一般要吸收30%-40%的光，同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高，不容易对其进行刻蚀。
此外，蓝宝石的硬度非常高，但在LED器件的制造过程中却需要对它进行减薄和切割。因此，添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。
再则，蓝宝石的导热性能差，而在LED器件的使用过程中，会产生大量的热量；特别对于面积较大的大功率器件，导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难，很多人试图使GaN光电器件直接生长在硅衬底上，从而改善导热和导电性能。