GaN基LED衬底微纳结构研究(2)
图形化衬底技术改变了GaN材料的生长过程，能使缺陷不向外延表面延伸，提高产品内量子效率和光析出效率；同时，粗糙后的GaN蓝宝石表面能散射光子，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
1.1课题的背景
自从爱迪生在1879年发明了白炽灯，人类开始了电光时代以来，照明技术已经高速发展了130年。在发现白炽灯这种热辐射光源之后，如荧光灯、高压钠灯和金属卤化物灯等这一类气体放电光源应运而生。长期以来，白炽灯和荧光灯充斥在人们的周围，并且一直处于重要地位。但是，这些光源却有着许多缺点，比如发光效率较低、寿命短，污染环境，不可回收再利用，这些问题一直困扰着人们。
但是在1923年，罗塞夫在实验中发现半导体SiC形成的pn结能够发光，从而开辟了固体发光显示、照明的一条新的途径。半导体发光二极管又称光发射二极管(LED-Light EmittingDiode)，它用固体半导体作为了发光材料，可以直接将电能转化为可见光。罗塞夫对半导体开发的历程是，以研究发光材料的为基础，利用Ⅲ一V族化合物作为半导体材料芯片，而pn结就是核心。
21世纪的光电子技术是尖端科技，而LED则是光电子产业中最为重要的材料和组件。LED芯片在显示屏、背光源、汽车车灯、室内装饰灯、交通灯、景观照明、特种照明灯等照明领域具有很明显的优势，但是LED在通用照明市场因为价格昂贵而没有得到大众认可，但是LED进入大众室内照明是其最终的目标。
近些年来，全球的LED市场的增长率明显快速提升，已经成为半导体行业中的一个重要的一个组成部分。LED灯因为其具有节能、环保、长寿命、耗能低、体积小、应用灵活、控制方便等特点，使其应用前景非常广阔，包括通讯、汽车照明、室内照明、信号灯等领域。今日，资源日渐衰竭，环保、节能已经成为各个领域的重中之重，LED的出现为势必会为人类的生活带来新的革命、新的科技。
而白光LED的出现，就是LED照明从指示信号领域迈向室内照明的一个巨大的契机。白光LED的应用领域，可以预见一定非常宽广，也是白炽灯、钨丝灯退出历史舞台的“杀手”。目前，白光LED已逐渐进入一些日常应用领域，比如应急灯、台灯、汽车闪光灯等产品相继问世。
蓝宝石衬底是目前半导体照明生产中使用最为广泛的材料，因为蓝宝石具有强度高、熔点高、物理化学性质稳定等特性，在军事、航天航空事业、光学研究、生物分析、LED衬底有明显优势，而且在高速信息处理、电子光子装置的微型化、智能化方面也得到了广泛的应用。伴随着LED照明技术的不断更新、发展，LED一定会在个各照明领域中占得越来越多的比重。随着LED市场的迅速发展，蓝宝石应用市场的扩展得到又一个要的力量。
通过对蓝宝石、硅等衬底的纳米结构的制作与分析，探讨蓝宝石、硅等衬底上生长 InGaN / GaNLED芯片对其光谱和光通量的影响，运用光刻技术和化学技术制作的GaN图形衬底。再利用MOCVD设备生长了GaN基LED的外延片。之后对外延片进行了LED的封装，制作LED测得各种数据。对用不同方式制作的图形化衬底进行光谱测试。研究不同方法的图形衬底引起的量子阱结构不同所致的LED发光特性的变化，同一层上不同结构的量子阱会产生不同波长的光。另外，对不同方法制作的图形化衬底的LED也进行了光谱测试。文中也讨论了不同的图形衬底对发光波长的影响。期望产生一种新型的单芯片超宽带光谱LED，无需荧光粉转换，即可实现白光照明。这样不仅可以大大提高发光效率，而且降低了成本。