LED的外量子效率等于内量子效率与光提取效率的乘积[1]。目前己有报道,蓝宝石K4X56163PI-FGC3衬底GaN基LED的内量子效率已经达到80%,甚至更高,但是其外量子效率仍然很低。因此要提高G剁基LED的效率,在内量子效率上提升空间比较有限,而在提高光提取效率上有很大的空间。zO多年来,人们在提高光提取效率上做了大量的工作,取得了很大的进步,但GaN基LED的光提取效率仍难以让人满意。

   如表5-l所示为GaN基LED所常用的衬底材料与GaN材料之间的晶格和热性能之间的比较。

   G扒基LED的主要限制是其内量子效率和光提取效率。内量子效率低下主要是因为GaN材料与衬底材料之间大的晶格失配和热失配造成外延材料中线位错密度很高,其典型值在109~10IOcm2;大的热膨胀系数差异造成GaN与衬底之间产生较大的应力(张应力或者压应力),对GaN基LED器件的光电性能产生重大影响;光提取效率低的主要原因是G瘀(刀=2.5)和空气(刀=l)之间的折射率差异太大引起临界角很小,全反射引起光损失很大,即光提取效率很低。很多方法和工艺被用来提高内量子效率和光提取效率,如图形衬底、横向外延过生长、表面粗化、表面纹理化、反射电极、分布布拉格反射镜、隐形切割,等等。