上述直接在外延層上制備紋理化圖形的方法能夠明顯提高光提取效率,如果將圖形制作的足夠小,還能緩解應力和QCsE而提高內(nèi)量子效率, FM24C64-G總體提升效果很吸引人,但是這種方法在實際生產(chǎn)中卻不常用,有幾方面的原因:第一,需要對外延材料p面開始進行干法刻蝕,而干法刻蝕很難避免帶來損傷,刻蝕損傷會影響發(fā)光效率和器件可靠性;第二,因為紋理化圖形的密度較高,使得被刻蝕掉的區(qū)域很多,即發(fā)光區(qū)面積損失嚴重;第三,此類方法難以實現(xiàn)用電流驅(qū)動LED(上述的實例均是光致發(fā)光),表面做成一個個的柱狀,很難實現(xiàn)表面統(tǒng)一的電位,納米柱與納米柱之間的絕緣填充很難實現(xiàn),做的不好LED會漏電;第四,用自組織(sclf-orgallized)的金屬膜作為刻蝕掩膜,其顆粒的大小和均勻性較難控制。

   如果將GaN基LED做成倒裝結(jié)構(gòu)或者垂直結(jié)構(gòu),則可以克服以上第一、第二條不利因素。倒裝芯片因為是藍寶石面出光,因此將磨薄后的晶片(幾十到一百多微米的厚度) 背面做成紋理化結(jié)構(gòu),不會給外延層帶來損傷,也不會損失發(fā)光面積。通過激光剝離和金屬壓焊(mctal bonding)技術(shù)將藍寶石襯底GaN基LED制作成垂直結(jié)構(gòu),得到n面朝上的LED器件。兩步法生長的藍寶石襯底G洲基LED的n層一般比較厚,這就類似GaAs襯底AlGaInP基紅黃光LED外延生長后在表面再生長一層較厚的GaP窗口層(誦ndow laycr),將此窗口層做成具有紋理化結(jié)構(gòu)的表面不會有刻蝕損傷也不會有發(fā)光面積損失。圖5-37(a~c)展示了垂直結(jié)構(gòu)GaN基LED不同形狀的紋理化圖形。不同紋理化表面圖形的LED增加的出光功率也會不一樣(100111A下37%~45%)[圖5-37(O所示]。光功率的增加是因為垂直結(jié)構(gòu)LED增加了側(cè)壁散射,減小了反射損失,減小了諧振腔阻擋效應(cavity wall cffcct)的影響。