al203是目前用于生长gan和ingan的主要衬底材料，业界称为蓝宝石。蓝盅石衬
底有以下许多优点。
(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过程中。
(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。如图3-3所示为使用蓝宝石为衬底做成
的led芯片。
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，其在常温下
的电阻率较大，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
(如图3-2 (a)所示）。但在其上表面制作两个电极，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，
以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约300/0～400/0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，因此在刻蚀过程中需要较好
的设备，这将会增加生产成本。
蓝宝石的硬度非常高，但在led器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割（从
400 nm减到100 nm左右）。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。
蓝宝石的导热性能较差，在使用led器件时，会传导出大量的热量；特别是对于面
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。
