明るい未来：先進LED技術におけるSiC

はじめに：LEDにおける炭化ケイ素による未来の照明

高度な照明の急速に進化する状況において、炭化ケイ素（SiC）は、LED（Light Emitting Diode）技術を根本的に変革する基幹材料として登場しました。炭化ケイ素は、ケイ素と炭素の化合物であり、その卓越した硬度、高い熱伝導率、および優れた電子特性で知られています。これらの特性により、高性能の産業用途、特にLED製造の厳しい環境において不可欠なものとなっています。半導体製造、自動車、航空宇宙、高出力エレクトロニクスなどの分野のエンジニア、調達マネージャー、およびオリジナル機器メーカー（OEM）にとって、SiCの重要な役割を理解することは、先を行くために不可欠です。

LED技術へのSiCの統合は、単なる段階的な改善ではありません。それは革命的な飛躍です。これは、LED性能における最も重要な課題、主に熱管理と効率に対処しています。LEDがより強力でコンパクトになるにつれて、P-N接合部で発生する熱が増加し、性能が低下し、寿命が短くなる可能性があります。SiCのこの熱を効率的に放散する能力は、LEDが最適な温度で動作することを保証し、明るさの向上、一貫した光出力、および大幅に延長された動作寿命につながります。このブログ投稿では、高度なLED技術における炭化ケイ素の多面的な利点について掘り下げ、その用途、カスタムSiCソリューションの利点、主要な材料グレード、設計上の考慮事項、およびこれらの重要なコンポーネントの適切なサプライヤーの選び方を探ります。堅牢で信頼性の高いものを求めている技術的な購入者のために 産業用SiC LEDソリューション、SiCの採用は単なる選択ではなく、照明用途を将来にわたって保護するための戦略的な必須事項です。

高度なLEDシステムにおけるSiCの重要な役割

炭化ケイ素は、高度なLEDシステムのアーキテクチャと性能において、多面的で重要な役割を果たします。その最も重要な用途は、現代の青色、緑色、白色LEDで使用される主要な半導体材料である窒化ガリウム（GaN）のエピタキシャル成長のための優れた基板材料としてです。従来のサファイア基板と比較して、SiCとGaNの間の密接な格子整合により、GaN層の結晶欠陥が少なくなります。この欠陥の減少は、より高い内部量子効率を達成するために最も重要であり、より多くの電気エネルギーが熱ではなく光に変換されることを意味します。

SiCの影響は、自動車のヘッドライト、スタジアム照明、大規模デジタルサイネージ、特殊な産業用照明など、要求の厳しい用途でますます利用されている高輝度LED（HB-LED）およびパワーLEDで特に明らかです。これらのシナリオでは、 LED製造用SiC 必要な熱安定性と機械的堅牢性を提供します。さらに、SiC基板は、殺菌、硬化、および水浄化システムで使用されるUV LEDの開発と性能に不可欠です。材料のUV光に対する透明性と、高い動作温度に耐える能力により、これらの特殊な用途に最適です。SiCをLED設計に組み込むことの全体的な効果は、具体的な性能指標に直接変換されます。光出力（ルーメン）の大幅な増加、LEDの寿命にわたるより優れた色の安定性、および過酷な動作条件下での信頼性の向上です。これは、 照明技術用炭化ケイ素 さまざまな業界における次世代照明ソリューションの主要なイネーブラーです。

なぜカスタム炭化ケイ素がLED製造のゲームチェンジャーなのか

炭化ケイ素コンポーネントをカスタマイズする能力は、ダイナミックなLED製造の状況において大きな競争上の優位性を提供します。標準の既製SiCウェーハと基板は基本的な利点を提供しますが、 LED用カスタムSiCウェーハ パフォーマンスと設計の柔軟性を新しいレベルに引き上げます。SiC特性を調整することで、メーカーは特定のLEDアーキテクチャと運用上の要求に合わせてコンポーネントを最適化し、優れた最終製品を実現できます。

カスタマイズの最も重要な利点の1つは、熱管理にあります。SiCは本質的に優れた熱伝導率を備えていますが、カスタム設計により、熱放散経路をさらに強化できます。これには、ウェーハの厚さ、表面特性の最適化、さらにはヒートシンクとの熱接触を改善するマイクロ機能の統合が含まれます。すべての温度低下が寿命の延長と効率の向上につながる可能性がある高出力LEDにとって、このレベルのカスタマイズは非常に貴重です。もう1つの重要な側面は、GaNエピタキシーの格子整合の洗練です。カスタムSiC基板は、高品質のGaN成長を促進し、欠陥密度を最小限に抑え、それによってLEDの効率と寿命を向上させる正確なオフカット角度と表面処理で設計できます。さらに、SiCの機械的強度と耐久性は、カスタム設計を通じて、より堅牢なLEDパッケージを作成するために活用できます。これは、より大きな機械的ストレスやより過酷な環境条件に耐えることができます。これは、自動車および産業用途の重要な考慮事項です。カスタマイズは、革新的なLEDアーキテクチャへの扉も開きます。エンジニアは、オーダーメイドを製造できるサプライヤーと協力することにより、独自のチップ形状、新しい統合戦略、および特殊な光学 LED用途の技術セラミックス。この設計の自由度は、差別化とLED技術の可能性を押し上げるために不可欠です。

最適なLED性能のための主要な炭化ケイ素グレードと組成

LED用途で最適な性能を達成するには、適切なグレードと炭化ケイ素の組成を選択することが不可欠です。さまざまなSiCポリタイプ（結晶構造）とドーピングレベルは、さまざまな電気的、熱的、光学的特性を示します。LED基板の場合、最も一般的に利用されるグレードは、n型4H-SiCとn型6H-SiCです。どちらも広帯域ギャップ半導体であり、GaNエピタキシャル層のサポートに適しています。

n型4H-SiCは、一般的に、高出力と高周波動作（後者はSiCパワーデバイスの方がLEDよりも関連性が高いですが、材料品質は変換されます）を必要とするほとんどの高性能LED用途に推奨されます。6H-SiCと比較して、優れた電子移動度とGaNとのより近い格子整合性を提供し、アクティブLED層の欠陥密度を低減します。これにより、明るさが高く、信頼性の高いLEDが得られます。n型6H-SiCは、古いポリタイプですが、依然として使用されており、絶対的な最高の性能が主要な推進力ではない特定のLED用途にとって、より費用対効果の高いオプションになる可能性があります。その特性はよく理解されており、半導体製造における長い使用実績があります。

これらに加えて、高純度半絶縁（HPSI）SiC基板は、特殊なLED用途、特にRF駆動プラズマ照明や高温での電気的絶縁が重要な用途で注目を集めています。一般的な照明用LEDの主流ではありませんが、その独自の特性は、ニッチ分野で利点を提供します。3C-SiCなどの他のSiCポリタイプに関する研究も継続されており、大径ウェーハでの結晶品質に関する課題を克服できれば、コスト上のメリットが得られる可能性があります。SiCグレードの選択は、順方向電圧、光取り出し効率、熱抵抗などの主要なLED特性に直接影響します。したがって、SiC基板を選択する際には、LEDデバイスの具体的な要件を慎重に評価することが不可欠です。

以下は、LED用途で一般的に検討されるSiCグレードの比較です。

プロパティ	4H-SiC（N型）	6H-SiC（N型）	HPSI SiC
一般的な用途	高輝度LED、パワーLED、UV LED	一般用途LED、コスト重視の用途	高抵抗率を必要とする特殊LED、RF用途
バンドギャップ（300KでのeV）	~3.26	~3.02	〜3.26（未ドープ固有特性）
熱伝導率（300KでのW/mK）	370-490（ドーピングと品質による）	370-490（ドーピングと品質による）	370-490（高純度）
GaNとの格子ミスマッチ	比較的低い（〜3.5％）	4H-SiCよりもわずかに高い（〜3.5％、ただしスタッキングが異なる）	4H-SiCと同様
電子移動度（cm2/Vs）	より高い	低い	N/A（半絶縁）
標準的なウェーハ径	最大200mm	最大150mm	最大150mm
LEDの主な利点	最高のGaNエピタキシー品質、高効率	成熟した技術、潜在的に低コスト	優れた電気的絶縁

調達マネージャーとエンジニアは、経験豊富な SiC LEDコンポーネント サプライヤーに相談して、性能要件とコストに関する考慮事項のバランスを取りながら、特定の用途に最適なグレードを決定する必要があります。

SiCベースのLEDコンポーネントの重要な設計上の考慮事項

炭化ケイ素基板を利用したLEDコンポーネントの設計には、性能、歩留まり、信頼性を最大化するために、いくつかの相互に関連する要素を慎重に検討する必要があります。これらの考慮事項は、最初のSiCウェーハ特性から、LEDモジュール内への最終的な統合にまで及びます。設計への全体的なアプローチにより、SiCの固有の利点が十分に活用されます。

主な設計パラメータには以下が含まれます。

• ウェーハ径と厚さ： ウェーハ径（例：100mm、150mm、またはますます200mm）の選択は、製造スループットとダイあたりのコストに影響します。厚さは、処理中の機械的安定性に十分である必要がありますが、材料コストを最小限に抑え、潜在的に熱性能を向上させるように最適化されています。特定のパッケージングまたは熱管理戦略には、カスタムの厚さが必要になる場合があります。
• 表面配向とオフカット角度： SiCウェーハ表面の結晶学的配向（例：オンアクシスまたは特定のオフカット角度、通常は4H-SiCの場合は特定の結晶学的方向に対して4°または8°）は、高品質のGaNエピタキシャル成長に不可欠です。オフカット角度は、ステップフロー成長を促進し、GaN層のねじれ転位や積層欠陥などの欠陥を低減します。これらのパラメータを正確に制御することは、 LED用SiCエピタキシー.
• 熱経路の最適化： SiCは高い熱伝導率を持っていますが、LEDパッケージの全体的な熱抵抗は、熱経路全体に依存します。設計上の考慮事項には、LEDチップとのSiC基板のインターフェース（例：ダイアタッチ材料）とヒートシンクが含まれます。熱境界抵抗を最小限に抑えることは、効果的な SiCによる高度なLED熱管理.
• 応力と反りの管理： SiC、GaN、およびパッケージング材料間の熱膨張係数の違いは、特に大径ウェーハや高温プロセス中に、応力を誘発し、ウェーハの反りやひび割れを引き起こす可能性があります。エピタキシーのバッファ層や特定のウェーハ形状などの設計戦略は、これらの応力を軽減するために使用される場合があります。
• LEDチップ設計とパッケージングとの統合： SiC基板設計は、全体的なLEDチップアーキテクチャ（例：垂直対フリップチップ）、電気的接触スキーム、および封止方法と互換性がある必要があります。SiCのカスタム機能（パターン化サファイア基板（PSS）のような構造や特定の裏面金属化など）は、光取り出しを強化したり、電気的/熱的接触を改善したりできます。

これらの設計上の考慮事項に積極的に取り組むことで、メーカーは、自動車から特殊な産業用照明に至るまで、さまざまな業界の厳しい要求を満たすために、優れた性能、製造可能性、および長期的な信頼性を実現するSiCベースのLEDコンポーネントを最適化できます。

精度を達成する：LED用SiCの公差、表面仕上げ、および寸法精度

高性能LEDの製造では、精度が最も重要です。炭化ケイ素基板の公差、表面仕上げ、および寸法精度は、最終的なLEDデバイスの歩留まり、性能、および信頼性に直接影響します。LEDメーカーにとって、厳格な仕様を満たすSiCウェーハを調達することは、交渉の余地がありません。

ウェーハ径、厚さ、平面度（全厚さ変動–TTV）、および反りの厳しい寸法公差は、自動半導体処理装置との互換性に不可欠です。わずかな偏差でも、取り扱い上の問題、不十分なリソグラフィーフォーカス、または不均一なエピタキシャル層成長につながる可能性があります。目標は、ウェーハ間の整合性を確保することであり、これは大規模製造に不可欠です。

おそらく、LED用途にとって最も重要なのは、SiCウェーハの表面仕上げです。高品質のGaN

同様に重要なのは、SiC基板自体の結晶欠陥、特にマイクロパイプ密度（MPD）の制御です。マイクロパイプは、エピタキシャル層を伝播し、LEDに短絡経路や非放射再結合中心を作り出す可能性のある中空コアねじ転位です。主要なSiCウェーハメーカーは、ほぼゼロのマイクロパイプ密度（ZMPD）または非常に低いMPD（例：<1 cm^-2）を目指しています。積層欠陥、ねじれ転位（TSD）、および基底面転位（BPD）などの他の欠陥も最小限に抑える必要があります。高度な計測と厳格な品質管理プロトコルは、SiC結晶成長およびウェーハ処理プロセス全体で、これらのパラメータを監視および制御するために採用されています。これには、X線回折（XRD）、フォトルミネッセンス（PL）マッピング、および顕微鏡検査後の欠陥エッチングなどの技術が含まれます。正確な寸法精度と完璧な表面仕上げを備えた高品質のSiCウェーハの一貫した供給は、 SiCを使用した高出力LEDコンポーネント.

SiC LEDコンポーネントを強化するための後処理技術

GaNエピタキシャル層が炭化ケイ素基板上に成長し、基本的なLED構造が製造されると、個々のLEDチップを作成し、パッケージングの準備をするために、いくつかの重要な後処理ステップが実行されます。これらの技術は、SiCベースのLEDの性能、信頼性、および製造可能性を向上させるように設計されています。

主な後処理技術には以下が含まれます。

• ウェーハダイシングとシングレーション： フロントエンド製造プロセスが完了すると、数千の個々のLEDデバイスを含むSiCウェーハは、個々のチップにダイシングまたは「シングレーション」する必要があります。これは通常、高精度ダイヤモンドブレードソーまたはレーザーアブレーションを使用して行われます。ダイシングプロセスは、SiCおよび上部のGaN層へのチッピング、マイクロクラック、または熱損傷を最小限に抑えるように慎重に制御する必要があります。これらは、LEDの機械的完全性と性能に影響を与える可能性があります。
• バックグラインディングと裏面金属化： 多くのLED設計、特に垂直チップ構造の場合、SiC基板はバックグラインディングによって薄くされます。これにより、チップ全体の厚さが減少し、放熱性が向上し、場合によっては、光取り出しが向上します。バックグラインディング後、裏面金属化がよく適用されます。これには、SiCの裏面に特定の金属層を堆積して、電流注入用の低抵抗オーム接触を作成したり、光出力を改善するための反射面を提供したりすることが含まれます。このステップは、効率的な SiCによるLEDチップ製造.
• エッジ研削と面取り： ダイシングされたチップの機械的強度を向上させ、その後の取り扱いおよびパッケージングプロセス中のエッジ破壊の可能性を減らすために、エッジ研削または面取りが実行される場合があります。これにより、ダイシング中に作成された鋭いエッジが滑らかになります。
• 高度な洗浄プロセス： CMP、ダイシング、研削などのプロセス後には、チップ表面から微粒子汚染、有機残留物、または金属不純物を除去するために、厳格な洗浄ステップが実装されます。信頼性の高いワイヤボンディング、ダイアタッチ、および封止には、超クリーンな表面が不可欠です。
• 特殊コーティング: 一部の用途では、特殊なコーティングがSiCまたはLEDチップに適用される場合があります。これらには、光取り出しを強化するための反射防止コーティング、環境要因から保護するためのパッシベーション層、または波長変換層（蛍光体、通常はパッケージングで後で適用されます）が含まれます。

これらの後処理ステップのそれぞれは、SiC基板とGaNベースのLED構造の完全性を維持するために、精度と慎重な制御が必要です。これらのプロセスを最適化することは、高度なLEDコンポーネントの全体的な歩留まり、費用対効果、および性能に大きく貢献し、自動車から特殊な産業用照明に至るまで、トップティアの照明ソリューションを提供することを目指すメーカーにとって不可欠なものにしています。

LED製造におけるSiCの一般的な課題（および解決策）をナビゲートする

炭化ケイ素はLED製造に大きな利点をもたらしますが、メーカーは、その採用と利用において特定の課題に直面しています。これらのハードルに対処することは、照明技術におけるSiCの可能性を最大限に引き出すための鍵です。

一般的な課題は次のとおりです。

• SiC基板のコスト： 高品質のSiC結晶成長（通常は物理蒸気輸送–PVT）は、複雑でエネルギー集約的なプロセスです。硬いSiCインゴットのスライス、研削、研磨を含むウェーハ処理も、費用に追加されます。その結果、SiC基板は、従来のサファイアまたはシリコン基板よりも一般的に高価です。このコスト要因は、特に価格に敏感なLED用途にとって障壁となる可能性があります。
• 欠陥密度管理： SiCはサファイアよりもGaNとの格子整合性が優れていますが、マイクロパイプ、ねじれ転位、積層欠陥などの欠陥は、SiC基板で発生し、エピタキシャルGaN層に伝播する可能性があります。これらの欠陥は、非放射再結合中心として機能し、LEDの効率を低下させ、潜在的に早期故障につながります。低欠陥密度のSiCウェーハの一貫した生産は、材料サプライヤーにとって継続的な焦点です。
• プロセスの複雑さ： SiCは非常に硬く、化学的に不活性な材料です。これにより、ダイシング、研削、エッチングなどのプロセスは、シリコンと比較してより困難で時間がかかります。特殊な機器と最適化されたプロセスパラメータが必要であり、製造の複雑さとコストが増加する可能性があります。
• サプライチェーンの一貫性とスケーラビリティ： SiCベースのLEDの需要が高まるにつれて、高品質ウェーハの一貫したスケーラブルな供給を確保することが不可欠です。メーカーは、材料仕様を損なうことなく、ボリュームの需要を満たすことができる信頼できるパートナーを必要としています。

これらの課題を克服するには、多くの場合、多角的なアプローチが必要です。SiC結晶成長とウェーハ製造技術の継続的な改善により、コストと欠陥密度が削減されています。高度なレーザーダイシングや新しいCMPスラリーなどの加工技術の革新は、SiC加工の複雑さに対処しています。さらに、経験豊富なSiCサプライヤーとの戦略的パートナーシップが不可欠です。ここで、Sicarb Techのような企業が重要な役割を果たします。中国のSiCカスタム部品工場の拠点として認められている濰坊市に位置し、中国のSiC総生産量の80％以上を占める地域で、SicSinoは2015年以来、SiC生産技術の進歩に貢献してきました。地元の企業が大規模生産と技術プロセスの改善を達成できるよう支援することで、より堅牢で信頼性の高いサプライチェーンに大きく貢献しています。国家技術移転センタープラットフォームに由来する深い専門知識を活用して、Sicarb Techは企業がアクセスできるように支援します 中国国内でのより信頼性の高い品質と供給保証の確保において、クライアントをサポートできます。 SiCのニーズに対応し、SiCの調達と品質管理に関連する従来の課題の一部を効果的に軽減します。彼らの努力は、世界のSiC産業の継続的な発展と成熟の証です。

適切なSiCサプライヤーの選択：LEDメーカーにとって重要な決定

炭化ケイ素サプライヤーの選択は、LEDメーカーの製品品質、イノベーション能力、および全体的な競争力に大きな影響を与える可能性のある戦略的決定です。SiC基板の技術的な複雑さと重要な役割を考えると、適切なサプライヤーとの提携は、高度なLED市場での成功の基礎にすぎません。

SiCサプライヤーを選択する際に評価する主な要素には以下が含まれます。

• SiC結晶成長とウェーハ加工における技術的専門知識： サプライヤーは、SiC材料科学、結晶成長技術（PVTなど）、精密ウェーハ製造プロセス（スライス、ラッピング、研磨、CMP）に関する深い知識と実績を持っている必要があります。研究開発への取り組みと欠陥制御に関する理解について質問してください。
• 材料品質、一貫性、トレーサビリティ： 欠陥密度（マイクロパイプ、転位）、表面粗さ、抵抗率、寸法公差など、材料特性に関する検証可能なデータを要求します。サプライヤーは、ロット間の整合性と材料の完全なトレーサビリティを保証する堅牢な品質管理システムを実証する必要があります。
• カスタマイズ能力： 設計と性能の限界を押し上げているLEDメーカーにとって、調達能力は LED用カスタムSiCウェーハ 非常に重要です。カスタム直径、厚さ、オフカット角度、表面仕上げ、さらには特殊なドーピングプロファイルを提供するサプライヤーの意欲と能力を評価してください。
• 認証と品質管理： 品質基準へのコミットメントを示すISO 9001などの関連認証を探してください。内部品質管理手順、計測能力、および不適合材料の取り扱い方法について問い合わせてください。
• サプライヤーの所在地、サポート、スケーラビリティ： 物流とコミュニケーションへの影響を考慮して、サプライヤーの地理的な場所を検討してください。技術サポートの応答性、問題解決能力、そして決定的に、現在のボリューム要件と将来のボリューム要件を満たすための生産を拡大する能力を評価してください。 産業用SiC LEDソリューション.

LEDアプリケーションにおけるSiCのコストドライバーとリードタイムを理解する

LED用途向けに炭化ケイ素を調達する調達マネージャーや技術バイヤーにとって、効果的な計画と予算編成には、コストとリードタイムに影響を与える要因を明確に理解することが不可欠です。SiCはプレミアム材料であり、その価格は製造に関わる複雑さと精度を反映しています。

SiCウェーハとコンポーネントの主なコスト要因には以下が含まれます。

• 結晶品質と欠陥密度： これは、多くの場合、最も重要な要因です。マイクロパイプ、転位、その他の結晶欠陥を最小限に抑えた、高品質のSiCインゴットを製造するには、洗練された設備、厳密に管理されたプロセス、および多大なエネルギー投入が必要です。高品質（低欠陥密度）のウェーハは、プレミアム価格を要求します。
• ウェーハ径： より大きな直径のウェーハ（150mmまたは200mmなど）は、ウェーハあたりのダイ数を増やし、LEDチップあたりのコストを削減できる可能性があります。ただし、大口径で高品質のSiCインゴットの製造はより困難で高価であるため、ウェーハ自体は小径のものよりも高価です。
• ウェーハの厚さと仕上げ： 標準的な厚さのウェーハと標準的なエピレディ研磨が一般的です。ただし、非標準的な厚さ（厚いまたは薄い）または非常に細かい表面仕上げの要求は、処理時間とコストを追加する可能性があります。
• カスタマイズと特定の許容範囲： カスタムオフカット角度、特定の抵抗率範囲、または非常に厳しい寸法公差など、標準仕様からの逸脱は、特殊な処理と、これらの独自の要件を満たすために必要な歩留まりの低下により、通常、コストを増加させます。
• 注文量： ほとんどの製造品と同様に、大量注文は規模の経済から恩恵を受けることが多く、 SiC LEDコンポーネント.
• 純度レベル： 特定の用途では、非常に高純度のSiCが必要となる場合があり、これは原材料と処理のコストに影響を与える可能性があります。

SiC製品のリードタイムは、いくつかの要因によって異なります。

• 製品タイプ： 標準的な大量生産ウェーハは、高度にカスタマイズされたコンポーネントや開発グレードと比較して、リードタイムが短くなる場合があります。
• サプライヤーの能力と現在の需要： 市場の需要とサプライヤーの現在の生産スケジュールは、納期に影響します。
• カスタマイズの複雑さ： 独自の処理ステップを必要とする複雑なカスタム設計は、当然のことながら、リードタイムが長くなります。
• 結晶成長サイクル： SiCインゴットの成長は時間がかかるプロセスであり、場合によっては数週間かかることがあります。製造サイクルのこの固有の部分は、全体のリードタイムに貢献します。

通常、リードタイムは、標準品の場合は数週間から、高度にカスタマイズされた注文や大量注文の場合は数か月かかる場合があります。Sicarb Techのような経験豊富なパートナーと協力することで、メリットが得られます。中国のSiC生産の大部分を占める濰坊のSiC製造エコシステムへの深い統合により、広範な生産能力を活用できます。このアクセスは、技術的な専門知識と相まって、より コスト競争力のあるカスタマイズ炭化ケイ素部品 特に長期供給契約が締結されている場合、より予測可能なリードタイムにつながる可能性があります。彼らは、材料だけでなく、効率的で信頼性の高いサプライチェーンソリューションを提供することを目指しています。重要なSiCコンポーネントの安定供給を確保しようとしている企業にとって、SicSinoとの選択肢を検討することは戦略的な動きとなる可能性があります。

LED技術におけるSiCに関するよくある質問（FAQ）

LED技術における炭化ケイ素の使用に関するいくつかの一般的な質問と回答を以下に示します。これらは、エンジニア、バイヤー、意思決定者向けの実際的な洞察を提供することを目的としています。

• Q1：SiCはどのようにLEDの寿命を向上させますか？A1：炭化ケイ素は、主にその優れた熱伝導率を通じて、LEDの寿命を大幅に向上させます。LEDは、動作中に半導体接合部で熱を発生させます。この熱が効果的に放散されない場合、LED材料の劣化を加速させ、時間の経過とともに輝度（ルーメンの低下）と色の変化を引き起こし、最終的に動作寿命を短くする可能性があります。SiC基板は、効率的な熱拡散器として機能し、LEDチップの活性領域から熱を奪い、動作温度を低く保ちます。この熱的安定性により、劣化メカニズムが最小限に抑えられ、LEDは、特に高出力用途において、サファイアのような熱伝導率の低い基板上のLEDと比較して、はるかに長い期間にわたってその性能を維持できます。
• Q2：LEDのサファイア基板に対するSiCの主な利点は何ですか？A2：SiCは、LED製造においてサファイアよりもいくつかの重要な利点を提供します。

  1. より高い熱伝導率： SiCの熱伝導率（約370〜490 W/mK）は、サファイアの熱伝導率（約25〜45 W/mK）よりも大幅に高くなっています。これにより、SiCベースのLEDでは、はるかに優れた放熱性が得られます。

  2. GaNとのより良い格子整合： SiCは、青色、緑色、白色LEDの主要材料である窒化ガリウム（GaN）との結晶格子整合がより近くなっています。これにより、エピタキシャル成長したGaN層の欠陥が減少し、内部量子効率が向上し、信頼性が向上します。

  3. 電気伝導性： SiCは導電性（n型またはp型）にすることができ、電流が基板を通過する垂直LEDチップ設計が可能になります。これにより、チップ設計が簡素化され、絶縁性サファイアと比較して電流拡散が改善される可能性があります。絶縁性サファイアは、より複雑な横方向の電流経路を必要とすることがよくあります。

  4. 機械的堅牢性： SiCは非常に硬く、強力な材料であり、ハンドリングと処理中のウェーハの破損を軽減します。