为了提高光提取效率,使得GaN基器件内产生的光子更多地发射到体外,目前常G1PM109N-ALF用的方法包括蓝宝石图形衬底技术、光子晶体技术和表面粗化技术等。另外,蓝宝石衬底的光折射系数为1,78,相应的临界角为H~s°,因此以蓝宝石衬底为出光面的倒装芯片结构具有比正装结构更高的光提取效率。

   蓝宝石图形衬底技术(PSs)

   蓝宝石图形衬底(Pattcm Sapphire stlbstratc,PSs)技术是最近发展起来在LED研究领域较为热点的外延技术,可以有效地提高氮化镓基芯片的光提取效率。PsS是指在蓝宝石衬底上制作出周期性图形。光刻和刻蚀是制作图形化蓝宝石衬底的两个工艺流程。光刻

的目的是在平坦的蓝宝石衬底表面制作一定厚度的掩膜图形;刻蚀工艺是将掩膜保护外的蓝宝石衬底部分去除,被掩膜覆盖的部分由于掩膜作为保护层而得以保留。通过刻蚀工艺把掩膜图形转移到蓝宝石衬底表面,得到图形化的蓝宝石衬底。采用图形衬底制备GaN基 外延片主要基于两方面的原因:一是可以提高GaN夕卜延层的晶体质量,主要是通过图形衬底使得G瘀材料由纵向外延生长变为横向外延生长,可以有效减少位错密度。它类似于侧向外延生长技术(ELOG),是一种直接在蓝宝石衬底上进行G瘀异质生长的技术。正是由于晶体质量提高,多量子阱有源区会增加内部辐射复合的概率,从而通过提高内量子效率来增加发光效率。二是图形化的衬底有利于对有源层发出光的传播方向进行再调节。有源区发出的光,经过GaN和蓝宝石衬底界面的多次反射,改变了原全反射光的入射角,使其小于临界角,增加了LED光出射的概率,从而提高了光的提取效率。