外延片处于LED产业链中的上游环节，包括原材料、衬底材料及设备这三大领域。在LED外延片生长、芯片、芯片封装这三个环节中，外延片生长投资要占到70%，外延片成本要占到封装成品的70%。

外延片生长主要依靠生长工艺和设备。制造外延片的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD），但即使是这种“蕞经济”的方法，其设备制造难度也非常大。国际上只有德国、美国、英国、日本等少数国家中数量非常有限的企业可以进行商业化生产。

外延片材料主要是硅，硅外延片也是当前外延片的主体。世界多晶硅、硅单晶及硅片等外延片制造材料几乎全部为信越（本部在日本，马来西亚、美国、英国）、MEMC（本部在美国，意大利、日本、韩国、马来西亚、台湾）、Wacker（本部在德国，美国、新加坡）、三菱（本部在日本，美国、印度尼西亚）等公司所控制，这四家公司的市场占有率近70%。这些公司除了本部之外，都在其它国家和地区设厂，是跨国生产与经营的公司。

国内外延片市场的基本格局是外资企业产品技术占据主导，本土厂商逐步崛起。近年来，下游应用市场的繁荣带动了我国LED产业迅猛发展，外延片市场也迎来发展良机。国内LED外延片产能快速提升，技术水平不断进步，产品已开始进入中高挡次。

为进一步完善LED产业链，“十二五”期间各级政府继续加强对上游外延片领域基础研究的投入，中下游企业也在积极向上游拓展。外延片作为LED核心器件中的前端高技术产品，我国在这一领域的企业竞争目前仍处于“蓝海”阶段，国内LED外延片市场发展前景乐观。

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视频作者：马鞍山杰生半导体有限公司

外延片的生长工艺有很多流程，需要很多高菁尖设备，生长出来的外延片直接决定了 LED 的波长、亮度、正向电压等主要的光电参数。外延片的生长基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石、SiC 碳化硅、Si 硅）上，气态物质 In Ga Al P(铟 家 铝 磷) 有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。

目前主要的外延片衬底材料有蓝宝石、碳化硅和硅。不同的衬底材料有不同的光电特性，价格差别也很大。外延片制造过程如下：

先把晶棒切片，切片需要注意晶面的结晶方向、晶片的厚度、晶面的斜度和曲度；切片后为了防止晶片边缘碎裂、防止热应力集中以及增加外延层的平坦度 需要把晶边磨圆，然后还需要蚀刻(shí kè)，蚀刻的目的在于把前面机械加工所造成的损伤给去掉，蚀刻需要用到晶片研磨机；下一步需要将晶片置于炉管中施以惰性气体加热30分钟至一小时，再在空气中快速冷却，可以将所有氧杂质去除，这样晶片的电性（阻值）仅由载流子杂质来控制，从而稳定电阻，这一步需要使用到高温快速热处理设备；然后使用抛光机再给晶片抛光；再然后就是使用晶片清洗机来清洗晶片，用RCA溶液（双i氧水＋氨水或又氧水＋盐酸），将前面工序所形成的污染清除，蕞后在无尘环境中严格检查晶片表面的洁净度、平坦度确保符合规格要求，蕞后包装到特殊的容器中保存。

蓝光LED通常采用Al2O3衬底，Al2O3衬底硬度很高、热导率和电导率低，如果采用正装结构，一方面会带来防静电问题，另一方面，在大电流情况下散热也会成为较为主要的问题。

同时由于正面电极朝上，会遮掉一部分光，发光效率会降低。

大功率蓝光LED通过芯片倒装技术可以比传统的封装技术得到更多的有效出光。

现在主流的倒装结构做法是：首先制备出具有适合共晶焊接电极的大尺寸蓝光LED芯片，同时制备出比蓝光LED芯片略大的硅衬底，并在上面制作出供共晶焊接的金导电层及引出导线层(超声金丝球焊点)。

然后，利用共晶焊接设备将大功率蓝光LED芯片与硅衬底焊接在一起。

这种结构的特点是外延层直接与硅衬底接触，硅衬底的热阻又远远低于蓝宝石衬底，所以散热的问题很好地解决了。

由于倒装后蓝宝石衬底朝上，成为出光面，蓝宝石是透明的，因此出光问题也得到解决。

以上就是LED技术的相关知识，相信随着科学技术的发展，未来的LED灯回越来越高i效，使用寿命也会由很大的提升，为我们带来更大便利。