LED的外量子效率等于內(nèi)量子效率與光提取效率的乘積[1]。目前己有報(bào)道,藍(lán)寶石K4X56163PI-FGC3襯底GaN基LED的內(nèi)量子效率已經(jīng)達(dá)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,在內(nèi)量子效率上提升空間比較有限,而在提高光提取效率上有很大的空間。zO多年來(lái),人們?cè)谔岣吖馓崛⌒噬献隽舜罅康墓ぷ?取得了很大的進(jìn)步,但GaN基LED的光提取效率仍難以讓人滿意。

   如表5-l所示為GaN基LED所常用的襯底材料與GaN材料之間的晶格和熱性能之間的比較。

   G扒基LED的主要限制是其內(nèi)量子效率和光提取效率。內(nèi)量子效率低下主要是因?yàn)?/span>GaN材料與襯底材料之間大的晶格失配和熱失配造成外延材料中線位錯(cuò)密度很高,其典型值在109~10IOcm2;大的熱膨脹系數(shù)差異造成GaN與襯底之間產(chǎn)生較大的應(yīng)力(張應(yīng)力或者壓應(yīng)力),對(duì)GaN基LED器件的光電性能產(chǎn)生重大影響;光提取效率低的主要原因是G瘀(刀=2.5)和空氣(刀=l)之間的折射率差異太大引起臨界角很小,全反射引起光損失很大,即光提取效率很低。很多方法和工藝被用來(lái)提高內(nèi)量子效率和光提取效率,如圖形襯底、橫向外延過(guò)生長(zhǎng)、表面粗化、表面紋理化、反射電極、分布布拉格反射鏡、隱形切割,等等。