用得最广泛的衬底材料是砷化镓，可用于生长外延层GaAs、GaP、GaAlAs、InGaAlP，其优点是由于GaAs的晶格常数比较匹配可制成无位错单晶，加工方便，价格较便宜。缺点是它是一种吸光材料，对PN结发的光吸收比较多，影响发光效率。
磷化镓可生长GaP：ZnO、GaP：N、GaAs、GaAlAs：N以及InGaAlP的顶层，其优点是它是透明材料，可制成透明衬底提高出光效率。
生长InGaN和InGaAlN的衬底主要有蓝宝石（Al2O3）、碳化硅和硅。蓝宝石衬底的优点是透明，有利于提高发光效率，目前仍是InGaN外延生长的主要衬底。缺点是有较大的晶格失配；硬度高，造成加工成本高昂；热导率较低，不利于器件的热耗散，对制造功率led不利。碳化硅衬底有较小的晶格失配，硬度低，易于加工，导热率较高，利于制作功率器件。
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