通過不同的光刻工藝,在藍(lán)寶石表面能夠有效地制備不同的圖形,其刻蝕深度、圖形MBR150F尺寸和間距都可以進(jìn)行有效的控制。由不同圖形的藍(lán)寶石襯底制備的LED芯片在電子和光學(xué)等性質(zhì)方面存在較大的差異,YT。Hst】等人分別制備了半球形、六角形和圓錐形的藍(lán)寶石襯底表面(見圖5-38),半球形和六角形襯底的圖形直徑均為3.4um,問距為1.8um,而圓錐形襯底直徑為2um,間距3,2um。在傳統(tǒng)藍(lán)寶石襯底、半球形圖形化襯底、六角形圖形化襯底和圓錐形圖形化襯底表面生長的GaN夕卜延層的位錯(cuò)密度分別為8,7×10飛m2、2×1y田卩、3×1ycm2和5×1y田卩。半球形圖形化藍(lán)寶石襯底制各的GaN夕卜延層位錯(cuò)密度最小,晶體質(zhì)量最高,由其制備的LED也具有最佳的電流一電壓特性。

    (a)傳統(tǒng)的藍(lán)寶石襯底表面; (b)半球形藍(lán)寶石襯底表面; (c)六角形藍(lán)寶石襯底表面; (d)圓錐形藍(lán)寶石襯底表面。

     扳權(quán)許可來自IEEE Photonlc・s Tcchnology Lcttcrs,2012,24(19),1686-1688)然而,由這四種藍(lán)寶石襯底制備的LED芯片在驅(qū)動(dòng)電流為繃0111A時(shí),六角形圖形化的藍(lán)寶石襯底具有最高的輸出功率(168mW),半球形襯底(144mW)和圓錐形次之(122mW),傳統(tǒng)藍(lán)寶石襯底制備的LED芯片具有最低的輸出功率96mW。在不同注入電流時(shí)的外量子效率表現(xiàn)出與輸出功率相似的規(guī)律,在硐llInA時(shí)六角形圖形化的藍(lán)寶石襯底具有最高的外量子效率(15%)。與傳統(tǒng)的藍(lán)寶石襯底表面相比,以六角形圖形化襯底制備的LED芯片輸出功率能夠提升75%,外量子效率提高65%。六角形圖形化藍(lán)寶石襯底具有最高的輸出功率和外量子效率,主要是由于該圖形襯底能夠有效地減少光的全內(nèi)反射,增加光的發(fā)射角度,進(jìn)而提高了LED芯片的光提取效率。