為了提高光提取效率,使得GaN基器件內產生的光子更多地發射到體外,目前常G1PM109N-ALF用的方法包括藍寶石圖形襯底技術、光子晶體技術和表面粗化技術等。另外,藍寶石襯底的光折射系數為1,78,相應的臨界角為H~s°,因此以藍寶石襯底為出光面的倒裝芯片結構具有比正裝結構更高的光提取效率。

   藍寶石圖形襯底技術(PSs)

   藍寶石圖形襯底(Pattcm Sapphire stlbstratc,PSs)技術是最近發展起來在LED研究領域較為熱點的外延技術,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夕卜延層的晶體質量,主要是通過圖形襯底使得G瘀材料由縱向外延生長變為橫向外延生長,可以有效減少位錯密度。它類似于側向外延生長技術(ELOG),是一種直接在藍寶石襯底上進行G瘀異質生長的技術。正是由于晶體質量提高,多量子阱有源區會增加內部輻射復合的概率,從而通過提高內量子效率來增加發光效率。二是圖形化的襯底有利于對有源層發出光的傳播方向進行再調節。有源區發出的光,經過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。