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◎ 藍寶石材料 :


藍寶石(Al2O3,英文名為Sapphire)為製成氮化鎵(GaN)磊晶發光層的主要基板材質,GaN可用來製作超高亮度藍光、綠光、藍綠光、白光LED。


藍寶石的組成為氧化鋁(A12O3)是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵型式結合,晶體結構為六方晶格結構,藍寶石的光學穿透帶很寬,從近紫外光(190nm)到中紅外線都有很好的透光性,並且具備高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、熔點高(2452度C)等特點,常作為光電元件材料。



超高亮度白/藍光LED品質取決於氮化鎵磊晶(GaN)的材料品質,因此與所採用的藍寶石基板表面加工品質有關,藍寶石(單晶A12O3)C面與III-V和II-VI族沈積薄膜之間的晶格常數失配率小,同時符合GaN磊晶製程耐高溫的要求,因此藍寶石基板成為製作白/藍/綠光LED的關鍵材料。


LED基板材料選擇,主要考量在於基板晶格係數及熱膨脹係數與基板上磊晶層材料的相似程度,只要基板晶格係數與磊晶層材料匹配程度愈高,則磊晶層所產生的缺陷則愈少。


◎ 可見光LED材料與特性 :

磊晶法

LED基板

發光層

顏色

波長(nm)

光度(mcd)

LPE

GaP

GaP

紅光

700

40

黃綠光

570

250

綠光

565

200

LPE(SH)

GaAs

AlGaAs

紅光

660

500

LPE(DH)

AlGaAs

AlGaAs

紅光

660

5000

VPE

SiC

SiC

藍光

470

30

VPE+擴散

GaP

GaAsP

紅光

650

100

橙光

630

300

黃光

590

200

GaAs

GaAsP

紅光

660

20

MBE

GaAs

ZnCdSe

綠光

512

4000

MOVPE

GaAs

AlGaInP

紅光

635-644

6000

紅橙光

612-615

7000

黃光

590

8000

黃綠光

570

8000

Sapphire

GaP

綠光

525

9000

Sapphire

GaN

藍綠光

505

8000

Sapphire

GaN

藍光

470

8000

SiC

GaN

藍綠光

505

6000

SiC

GaN

藍光

470

6000

GaAs

ZnCdSe

藍綠光

500

2000

 ◎ 資料來源 : 工研院經資中心


 ◎ 藍寶石材料應用範圍 :  

 Bullets009_1.gif 在TFT/LCD 電漿 Plasma 環境中作為視窗 / 抗腐蝕性高

 Bullets009_1.gif LED取代CCFL為液晶顯示器背光源

 Bullets009_1.gif 表面聲波濾波器、藍、綠光LED元件用基板

 Bullets009_1.gif 光電、半導體元件用基板

 Bullets009_1.gif 化學及精密檢測儀器

 Bullets009_1.gif 醫療美容器材元件雷射手術刀內視鏡等

 Bullets009_1.gif 高UV傳輸性質 / 運用於化學及光分學分析

 Bullets009_1.gif LED磊晶製程元件

 Bullets009_1.gif 高溫 / 高壓製程元件