如果我們來看LED襯底材料，好的材料應該有的特性如下：
1、結構特性好，晶圓材料與襯底的晶體結構相同或相近、晶格常數失配度小、結晶性能好、缺陷密度小。
2、接口特性好，有利于晶圓料成核且黏附性強。
3、化學穩定性好，在晶圓生長的溫度和氣氛中不容易分解和腐蝕。
4、熱學性能好，包括導熱性好和熱失配度小。
5、導電性好，能制成上下結構。
6、光學性能好，制作的器件所發出的光被襯底吸收小。
7、機械性能好，器件容易加工，包括減薄、拋光和切割等。
8、價格低廉。
9、大尺寸，一般要求直徑不小于2英寸。
常見的LED襯底 1、氮化鎵襯底
用于氮化鎵生長的最理想的襯底自然是氮化鎵單晶材料，這樣可以大大提高晶圓膜的晶體質量，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�？墒�，制備氮化鎵體單晶材料非常困難，到目前為止尚未有行之有效的辦法。有研究人員通過HVPE方法在其它襯底(如Al2O3、SiC、LGO)上生長氮化鎵厚膜，然后通過剝離技術實現襯底和氮化鎵厚膜的分離，分離后的氮化鎵厚膜可作為外延用的襯底。這樣獲得的氮化鎵厚膜優點非常明顯，即以它為襯底外延的氮化鎵薄膜的位錯密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化鎵薄膜的位錯密度要明顯低；但價格昂貴。因而氮化鎵厚膜作為半導體照明的襯底之用受到限制。
2、 Al2O3襯底
目前用于氮化鎵生長的最普遍的襯底是Al2O3，其優點是化學穩定性好、不吸收可見光、價格適中、制造技術相對成熟；不足方面雖然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被過渡層生長技術所克服，導電性能差通過同側P、N電極所克服，機械性能差不易切割通過雷射劃片所克服，很大的熱失配對外延層形成壓應力因而不會龜裂。但是，差的導熱性在器件小電流工作下沒有暴露出明顯不足，卻在功率型器件大電流工作下問題十分突出。
3、SiC襯底
除了Al2O3襯底外，目前用于氮化鎵生長襯底就是SiC，它在市場上的占有率位居第2，目前還未有第三種襯底用于氮化鎵LED的商業化生產。它有許多突出的優點，如化學穩定性好、導電性能好、導熱性能好、不吸收可見光等，但不足方面也很突出，如價格太高、晶體質量難以達到Al2O3和Si那么好、機械加工性能比較差。 另外，SiC襯底吸收380 nm以下的紫外光，不適合用來研發380 nm以下的紫外LED。由于SiC襯底優異的的導電性能和導熱性能，不需要像Al2O3襯底上功率型氮化鎵LED器件采用倒裝焊技術解決散熱問題，而是采用上下電極結構，可以比較好的解決功率型氮化鎵LED器件的散熱問題。目前國際上能提供商用的高質量的SiC襯底的廠家只有美國CREE公司。
4、Si襯底
在硅襯底上制備發光二極管是本領域中夢寐以求的一件事情，因為一旦技術獲得突破，晶圓生長成本和器件加工成本將大幅度下降。Si片作為GaN材料的襯底有許多優點，如晶體質量高，尺寸大，成本低，易加工，良好的導電性、導熱性和熱穩定性等。然而，由于GaN外延層與Si襯底之間存在巨大的晶格失配和熱失配，以及在GaN的生長過程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si 襯底上很難得到無龜裂及器件級質量的GaN材料。另外，由于硅襯底對光的吸收嚴重，LED節能燈出光效率低。
5、ZnO襯底評價LED襯底時考慮的因素 評價襯底材料要綜合考慮以下的幾個因素：
�。�1）襯底與外延膜的晶格匹配
襯底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二個內容：
·外延生長面內的晶格匹配，即在生長界面所在平面的某一方向上襯底與外延膜的匹配；
·沿襯底表面法線方向上的匹配。
�。�2）襯底與外延膜的熱膨脹系數匹配熱膨脹系數的匹配也很重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數上相差過大不僅可能使外延膜質量下降，還會在器件工作過程中，由于發熱而造成器件的損壞。
�。�3）襯底與外延膜的化學穩定性匹配襯底材料需要有相當好的化學穩定性，不能因為與外延膜的化學反應使外延膜質量下降。
�。�4）材料制備的難易程度及成本的高低
考慮到產業化發展的需要，襯底材料的制備要求簡潔，而且其成本不宜很高。
LED襯底材料的選擇 對于制作LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。應該采用哪種合適的襯底，需要根據設備和LED器件的要求進行選擇。 目前市面上一般有三種材料可作為襯底：
·藍寶石（Al2O3）
藍寶石襯底通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍寶石襯底上。藍寶石襯底有許多的優點：首先，藍寶石襯底的生產技術成熟、器件質量較好；其次，藍寶石的穩定性很好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數工藝一般都以藍寶石作為襯底。圖1示例了使用藍寶石襯底做成的LED芯片。圖1藍寶石作為襯底的LED芯片使用藍寶石作為襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應力失配，這會在外延層中產生大量缺陷，同時給后續的器件加工工藝造成困難。藍寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011Ω·cm，在這種情況下無法制作垂直結構的器件；通常只在外延層上表面制作n型和p型電極（如圖1所示）。在上表面制作兩個電極，造成了有效發光面積減少，同時增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過程，結果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN摻雜困難，當前普遍采用在p型GaN上制備金屬透明電極的方法，使電流擴散，以達到均勻發光的目的。但是金屬透明電極一般要吸收約30%~40%的光，同時GaN基材料的化學性能穩定、機械強度較高，不容易對其進行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設備，這將會增加生產成本。藍寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，但是在LED器件的制作過程中卻需要對它進行減薄和切割（從400nm減到100nm左右）。添置完成減薄和切割工藝的設備又要增加一筆較大的投資。藍寶石的導熱性能不是很好（在100℃約為25W/（m·K））。因此在使用LED器件時，會傳導出大量的熱量；特別是對面積較大的大功率器件，導熱性能是一個非常重要的考慮因素。為了克服以上困難，很多人試圖將GaN光電器件直接生長在硅襯底上，從而改善導熱和導電性能。
·硅(Si)
硅襯底目前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是L接觸（Laterial-contact,水平接觸）和V接觸（Vertical-contact，垂直接觸），以下簡稱為L型電極和V型電極。通過這兩種接觸方式，LED芯片內部的電流可以是橫向流動的，也可以是縱向流動的。由于電流可以縱向流動，因此增大了LED的發光面積，從而提高了LED的出光效率。因為硅是熱的良導體，所以器件的導熱性能可以明顯改善，從而延長了器件的壽命。
·碳化硅（SiC）
碳化硅襯底碳化硅襯底（美國的CREE公司專門采用SiC材料作為襯底）的LED芯片電極是L型電極，電流是縱向流動的。采用這種襯底制作的器件的導電和導熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。采用碳化硅襯底的LED芯片如圖2所示。圖2采用藍寶石襯底與碳化硅襯底的LED芯片碳化硅襯底的導熱性能（碳化硅的導熱系數為490W/(m·K)）要比藍寶石襯底高出10倍以上。藍寶石本身是熱的不良導體，并且在制作器件時底部需要使用銀膠固晶，這種銀膠的傳熱性能也很差。使用碳化硅襯底的芯片電極為L型，兩個電極分布在器件的表面和底部，所產生的熱量可以通過電極直接導出；同時這種襯底不需要電流擴散層，因此光不會被電流擴散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。但是相對于藍寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實現其商業化還需要降低相應的成本。
三種襯底的性能比較前面的內容介紹的就是制作LED芯片常用的三種襯底材料。這三種襯底材料的綜合性能比較可參見表1。表1三種襯底材料的性能比較除了以上三種常用的襯底材料之外，還有GaAS、AlN、ZnO等材料也可作為襯底，通常根據設計的需要選擇使用。
現在列舉一些有名公司所用的襯底：
日亞化學采用藍寶石襯底，
Cree公司采用炭化硅(SiC)襯底
旭明公司采用銅襯底，在此基礎上生長氮化鎵外延片。
銅、炭化硅材料襯底導電，而藍寶石襯底不導電，因此制作LED二極管的結構就有了不同。導熱性能上銅導熱好于炭化硅(SiC)，炭化硅(SiC)導熱性能好于藍寶石，而LED的使用壽命與發光亮度是與LED的溫度密切相關的。溫度越高壽命與發光亮度越低，因此具有銅襯底的LED產品在壽命與發光亮度要好于炭化硅(SiC)與藍寶石襯底。
