从光提取技术的角度来说,蓝宝石衬底图形化的制备正在往纳米级别发展。纳米量MBR150RLG级的图形化衬底除了具有改变光出射方向的作用外,还具有微米量级图形化衬底所没有的特点,即光子晶体的禁带效应。光子晶体是由具有不同介电常数的介质材料在空间呈周期性排布的微结构材料。由于电磁波在其中的传播可以用类似于电子在半导体中传播的能带理论来描述,因而称为光子晶体。光子晶体被认为是控制光子传播的有效工具,光子晶体的典型特征是具有光子带隙。利用光子晶体所特有的禁带效应可以实现对光子的制。选取合适结构参数的纳米量级图形化衬底可被视为二维光子晶体而具有光子带隙的特征,能够在垂直于芯片表面的方向,使更多的光子出射到芯片外部而不被衬底反射吸收。采用纳米量级图形化衬底制备的LED芯片,较之采用微米量级图形化衬底和普通蓝宝石衬底制备的芯片的光输出功率,在相同条件下,输出光功率最高。

   因为光子晶体的晶格尺度和光的波长具有相同的数量级,因此一般光子晶体的晶格要求至少在500nm左右,这为其制备带来了一定的难度。普通光刻技术中的掩膜I艺分辨率比较低,难以制作精度较高的纳米尺度周期图形。此外,一块光刻掩膜板只能对应一个周期性的图形结构,不利于不同周期衬底结构的制作。因此,光子晶体即纳米尺寸图形化蓝宝石衬底表面的制备中,常用其他工艺代替光刻工艺中的掩膜板,包括电子束光刻、纳米压印、自组装纳米层和激光全息等。例如,纳米压印与纳米转印技术是使用金属接触转印微影制程技术制作图形化蓝宝石衬底,转印后的金属层可直接作为后续蚀刻衬底所需的掩膜,且由于金属高的蚀刻选择比,可在蓝宝石衬底上高深宽比的结构。可在蓝宝石衬底制备最小线宽们Onm、最高蚀刻深度1.2um的图形结构。