蓝宝石基GaN LED外延片

        全球对超亮蓝、绿光LED的需求推动了LED外延片市场的发展。其中，蓝宝石衬底是目前GaN LED外延生长中最常用的衬底材料。GaN属于宽带隙半导体材料，通过添加铟（可实现较长的发光波长）或铝（可实现较短的激光波长），使LED器件更容易实现绿光到蓝光的转变。可供蓝宝石基LED外延片，具体规格列举如下供参考：

1. GaN LED外延片规格

注：InGaN/GaN有源层对发光效率的影响最大。为了获得高性能的器件，我们将在每年或每两年对LED蓝光外延片的层厚进行优化和调整。

2. 图案化蓝宝石衬底上GaN LED外延片工艺

        在蓝宝石衬底上生长干蚀刻掩模，并用标准光刻工艺对掩模进行构图。使用ICP蚀刻技术蚀刻蓝宝石，并去除掩模。然后在其上生长GaN材料，使GaN材料的垂直外延变为水平外延。至于蚀刻，干法蚀刻/湿法蚀刻用于设计和生产具有特定微观结构规则的微米级或纳米级图案C-面蓝宝石衬底，以控制GaN LED器件的输出光形式。

        基于蓝宝石图案化衬底的LED外延片会产生光散射或折射效应，以增加光输出。同时，在图案化蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜将产生横向外延效应，减少GaN与蓝宝石之间的间隙缺陷，提高外延质量，并提高LED的内部量子效率和光提取效率。和平面蓝宝石衬底上生长的LED相比，图案化衬底可以将LED外延结构器件的亮度提高70%以上。

3. 图案化蓝宝石基LED外延片的激光剥离机制

        关于图案蓝宝石上LED氮化镓外延结构的激光剥离机制的研究，研究人员发现在图案化蓝宝石上基LED进行激光剥离操作需要比平面蓝宝石基LED更高的能量密度，而且由于图案化衬底上的凹形图案将大大增加光子的衍射，当使用准分子在外延片上进行激光剥离时，会发现接触。接触表面的能量密度不能达到激光剥离所需的阈值，导致无法在接触表面上形成有效的剥离。有研究人员对这一现象进行研究，发现：

        图案化LED结构的临界激光剥离功率为920 mJ/cm ²，远高于平面LED的临界激光剥离功率（700 mJ/cm ²）。当入射激光功率低于临界功率时，激光能量密度不足以分离图案的梯形区域的侧壁。当入射功率达到920 mJ/cm ²时，GaN薄膜从蓝宝石衬底上剥离，蓝宝石衬底图案的三角形区域被熔化。这是因为在底部C区和三角形区，高能量引起了Ga的临界升华温度以上的层的局部加热，并产生Ga和N2气体。这些气体渗透到梯形区域的侧壁。熔化的三角形区域是由于光从低折射率介质移动到高折射率介质时图案的形状以及部分透射和反射幅度造成的。

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