一般来说,传统GaN基LED生长在蓝宝石衬底上,通过引入低温G瘀或者AlN成核层提高外延层的晶体质量,然而,因为蓝宝石和G瘀之间大的晶格常数和热膨胀系数的差异,使得外延层的螺位错密度在109~1010cm2,如此巨大的螺位错密度不但影响器件的光电性能,还影响器件的可靠性。 B2P-VH研究者们采用了各种各样的方法降低螺位错密度。有报道阝56刨说在GaN上用条纹状的掩膜用横向外延过生长技术成果的将螺位错密度下降到lJcm2数量级。但是此技术不可避免的要在生长了l~2nm GaN后中断生长,然后生长Sidv或者sio2掩膜。继而增加了因掩膜而引入的缺陷和后续生长的残余应力。 通过透射电子显微镜(TEM)可明显观察到用图形蓝宝石衬底(PSS)可以有效降低螺位错密度阴。

   图5-48是用TEM观察Pss上G瘀夕卜延生长初始阶段、中间阶段和最后阶段的位错情况。在初始阶段,只在蓝宝石的平面区域发现有GaN成核层,在蓝宝石隆起的角锥状图形区域没有发现GaN成核层;在生长的中间阶段,发现G洲晶体呈岛状分布,为适应GaN与蓝宝石晶格的失配,在蓝宝石隆起的角锥顶部产生大量的位错;在生长的最后阶段,发现在蓝宝石隆起的角锥顶部产生大量的位错并一直繁衍到GaN的表面[图(c)中c区域所示],在而在角锥的斜面区域没有发现位错[图(c)中b区域所示],在蓝宝的平面区域在中间阶段就己经产生了大量的位错,但是其位错没有继续向GaN表面繁衍[图(c)中a区域所示]。这是因为在隆起的角锥顶部上没有低温GaN缓冲层,残余应力使得其位错密度很大,在蓝宝石的平面区域GaN晶体内位错一般是混合型,比较不易向G瘀表面方向繁衍,而在隆起角锥的斜面部分可能由于横向过生长,在此方向上蓝宝石和GaN的晶格失配较小,

所以该区域位错密度很小。