評價(jia) 襯底材料必須綜合考慮下列因素：

　　1.襯底與(yu) 外延膜的結構匹配：外延材料與(yu) 襯底材料的晶體(ti) 結構相同或相近、晶格常數失配小、結晶性能好、缺陷密度低;

　　2.襯底與(yu) 外延膜的熱膨脹係數匹配：熱膨脹係數的匹配非常重要，外延膜與(yu) 襯底材料在熱膨脹係數上相差過大不僅(jin) 可能使外延膜質量下降，還會(hui) 在器件工作過程中，由於(yu) 發熱而造成器件的損壞;

　　3.襯底與(yu) 外延膜的化學穩定性匹配：襯底材料要有好的化學穩定性，在外延生長的溫度和氣氛中不易分解和腐蝕，不能因為(wei) 與(yu) 外延膜的化學反應使外延膜質量下降;

　　4.材料製備的難易程度及成本的高低：考慮到產(chan) 業(ye) 化發展的需要，襯底材料的製備要求簡潔，成本不宜很高。襯底尺寸一般不小於(yu) 2英寸。

　　當前用於(yu) GaN基LED的襯底材料比較多，但是能用於(yu) 商品化的襯底目前隻有三種，即藍寶石和碳化矽以及矽襯底。其它諸如GaN、ZnO襯底還處於(yu) 研發階段，離產(chan) 業(ye) 化還有一段距離。

　　氮化镓：

　　用於(yu) GaN生長的最理想襯底是GaN單晶材料，可大大提高外延膜的晶體(ti) 質量，降低位錯密度，提高器件工作壽命，提高發光效率，提高器件工作電流密度。但是製備GaN體(ti) 單晶非常困難，到目前為(wei) 止還未有行之有效的辦法。

　　氧化鋅：

　　ZnO之所以能成為(wei) GaN外延的候選襯底，是因為(wei) 兩(liang) 者具有非常驚人的相似之處。兩(liang) 者晶體(ti) 結構相同、晶格識別度非常小，禁帶寬度接近(能帶不連續值小，接觸勢壘小)。但是，ZnO作為(wei) GaN外延襯底的致命弱點是在GaN外延生長的溫度和氣氛中易分解和腐蝕。目前，ZnO半導體(ti) 材料尚不能用來製造光電子器件或高溫電子器件，主要是材料質量達不到器件水平和P型摻雜問題沒有得到真正解決(jue) ，適合ZnO基半導體(ti) 材料生長的設備尚未研製成功。

　　藍寶石：

　　用於(yu) GaN生長最普遍的襯底是Al2O3。其優(you) 點是化學穩定性好，不吸收可見光、價(jia) 格適中、製造技術相對成熟。導熱性差雖然在器件小電流工作中沒有暴露明顯不足，卻在功率型器件大電流工作下問題十分突出。

　　碳化矽：

　　SiC作為(wei) 襯底材料應用的廣泛程度僅(jin) 次於(yu) 藍寶石，目前中國的晶能光電的江風益教授在Si襯底上生長出了可以用來商業(ye) 化的LED外延片。Si襯底在導熱性、穩定性方麵要優(you) 於(yu) 藍寶石，價(jia) 格也遠遠低於(yu) 藍寶石，是一種非常有前途的襯底。SiC襯底有化學穩定性好、導電性能好、導熱性能好、不吸收可見光等，但不足方麵也很突出，如價(jia) 格太高，晶體(ti) 質量難以達到Al2O3和Si那麽(me) 好、機械加工性能比較差，另外，SiC襯底吸收380納米以下的紫外光，不適合用來研發380納米以下的紫外LED。由於(yu) SiC襯底有益的導電性能和導熱性能，可以較好地解決(jue) 功率型GaN LED器件的散熱問題，故在半導體(ti) 照明技術領域占重要地位。

　　同藍寶石相比，SiC與(yu) GaN外延膜的晶格匹配得到改善。此外，SiC具有藍色發光特性，而且為(wei) 低阻材料，可以製作電極，使器件在包裝前對外延膜進行完全測試成為(wei) 可能，增強了SiC作為(wei) 襯底材料的競爭(zheng) 力。由於(yu) SiC的層狀結構易於(yu) 解理，襯底與(yu) 外延膜之間可以獲得高質量的解理麵，這將大大簡化器件的結構;但是同時由於(yu) 其層狀結構，在襯底的表麵常有給外延膜引入大量的缺陷的台階出現。

　　實現發光效率的目標要寄希望於(yu) GaN襯底的LED，實現低成本，也要通過GaN襯底導致高效、大麵積、單燈大功率的實現，以及帶動的工藝技術的簡化和成品率的大大提高。半導體(ti) 照明一旦成為(wei) 現實，其意義(yi) 不亞(ya) 於(yu) 愛迪生發明白熾燈。一旦在襯底等關(guan) 鍵技術領域取得突破，其產(chan) 業(ye) 化進程將會(hui) 取得長足發展。