為了提高光提取效率,使得GaN基器件內(nèi)產(chǎn)生的光子更多地發(fā)射到體外,目前常G1PM109N-ALF用的方法包括藍寶石圖形襯底技術(shù)、光子晶體技術(shù)和表面粗化技術(shù)等。另外,藍寶石襯底的光折射系數(shù)為1,78,相應(yīng)的臨界角為H~s°,因此以藍寶石襯底為出光面的倒裝芯片結(jié)構(gòu)具有比正裝結(jié)構(gòu)更高的光提取效率。

   藍寶石圖形襯底技術(shù)(PSs)

   藍寶石圖形襯底(Pattcm Sapphire stlbstratc,PSs)技術(shù)是最近發(fā)展起來在LED研究領(lǐng)域較為熱點的外延技術(shù),可以有效地提高氮化鎵基芯片的光提取效率。PsS是指在藍寶石襯底上制作出周期性圖形。光刻和刻蝕是制作圖形化藍寶石襯底的兩個工藝流程。光刻

的目的是在平坦的藍寶石襯底表面制作一定厚度的掩膜圖形;刻蝕工藝是將掩膜保護外的藍寶石襯底部分去除,被掩膜覆蓋的部分由于掩膜作為保護層而得以保留。通過刻蝕工藝把掩膜圖形轉(zhuǎn)移到藍寶石襯底表面,得到圖形化的藍寶石襯底。采用圖形襯底制備GaN基 外延片主要基于兩方面的原因:一是可以提高GaN夕卜延層的晶體質(zhì)量,主要是通過圖形襯底使得G瘀材料由縱向外延生長變?yōu)闄M向外延生長,可以有效減少位錯密度。它類似于側(cè)向外延生長技術(shù)(ELOG),是一種直接在藍寶石襯底上進行G瘀異質(zhì)生長的技術(shù)。正是由于晶體質(zhì)量提高,多量子阱有源區(qū)會增加內(nèi)部輻射復合的概率,從而通過提高內(nèi)量子效率來增加發(fā)光效率。二是圖形化的襯底有利于對有源層發(fā)出光的傳播方向進行再調(diào)節(jié)。有源區(qū)發(fā)出的光,經(jīng)過GaN和藍寶石襯底界面的多次反射,改變了原全反射光的入射角,使其小于臨界角,增加了LED光出射的概率,從而提高了光的提取效率。