LED用藍寶石基板(襯底)詳細介紹

　　3，圖案化藍寶石基板(Pattern Sapphire Substrate簡稱PSS)

　　以成長(Growth)或蝕刻(Etching)的方式,在藍寶石基板上設(shè)計制作出納米級特定規(guī)則的微結(jié)構(gòu)圖案藉以控制LED之輸出光形式，并可同時減少生長在藍寶石基板上GaN之間的差排缺陷，改善磊晶質(zhì)量，并提升LED內(nèi)部量子效率、增加光萃取效率。

　　通常，C面藍寶石襯底上生長的GaN薄膜是沿著其極性軸即ｃ軸方向生長的，薄膜具有自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部(有源層量子阱)產(chǎn)生強大的內(nèi)建電場，(Quantum Confine Stark Effect, QCSE;史坦克效應(yīng))大大地降低了GaN薄膜的發(fā)光效率. 在一些非C面藍寶石襯底(如R面或M 面)和其他一些特殊襯底(如鋁酸鋰;LiAlO2 )上生長的GaN薄膜是非極性和半極性的,上述由極化場引起的在發(fā)光器件中產(chǎn)生的負面效應(yīng)將得到部分甚至完全的改善.傳統(tǒng)三五族氮化物半導(dǎo)體均成長在c-plane 藍寶石基板上，若把這類化合物成長于R-plane 或M-Plane上，可使產(chǎn)生的內(nèi)建電場平行于磊晶層，以增加電子電洞對復(fù)合的機率。因此，以氮化物磊晶薄膜為主的LED結(jié)構(gòu)成長R-plane 或M-Plane藍寶石基板上，相比于傳統(tǒng)的C面藍寶石磊晶,將可有效解決LED內(nèi)部量子效率效率低落之問題，并增加元件的發(fā)光強度。最新消息據(jù)稱非極性LED能使白光的發(fā)光效率提高兩倍.

　　由于無極性GaN具有比傳統(tǒng)c軸GaNＮ更具有潛力來制作高效率元件,而許多國際大廠與研究單位都加大了對此類磊晶技術(shù)的研究與生產(chǎn).因此對于R-plane 或M-Plane 藍寶石基板的需求與要求也是相應(yīng)地增加。

　　下圖為半極性和無極性面的簡單示意圖

　　無極性面是指極性面法線方向上的面，而半極性面則是介于極性面和無極性面之間的面