蓝宝石衬底的图形化技术在GaN基LED上的应用

2012/3/14 作者：陈洪钧/张沛元/王璨璨/吴立枢/李运/张雄/崔一平
来源：东南大学先进光子学中心

导读：针对于目前蓝光LED所使用的蓝宝石衬底存在以下两个问题，蓝宝石和GaN存在着17%的晶格不匹配，直接在蓝宝石衬底上生长出来的外延缺陷严重。出光效率低下，大部分光被限制在LED芯片内。导致生长的量子阱质量下降，同时会导致漏电严重，出光率降低。
目录　　1、前言
　　2、图形化衬底提高出光率原理
　　3、发展现状
　　4、最新进展
　　5、结论
　　什么是图形化蓝宝石衬底?
　　PSS(Patterned Sapphire Substrate)，是指在蓝宝石衬底上制作出周期性图形。具体指利用标准的光刻工艺将蓝宝石衬底表面的掩膜刻出图形，之后用ICP或湿法刻蚀技术刻蚀蓝宝石衬底，去除掉掩膜后生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。
　　特点：
　　1、可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小有源区的非辐射复合，提高内量子效率，减小反向漏电流，提高LED的寿命。
　　2、有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底界面多次散射，改变了原全反射光的入射角，增加了LED光出射的几率，从而提高了光的提取效率。
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图、几类蓝宝石图形化衬底图、使用图形化衬底(PSS)与传统蓝宝石衬底的对比图

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