技术详细介绍
原理及技术特点
高亮度、高效率蓝光LED是LED照明光源未来的市场趋势。基于图形化蓝宝石衬底生长氮化镓外延技术是制备高效率蓝光LED的必由之路。目前蓝宝石衬底已全部由平片向图形化衬底(PSS)转变。市场上PSS技术是基于微米级别的表面结构，实现20-30%的出光效率提升。为更进一步提升出光效率，纳米级别的表面结构是下一代PSS技术的发展方向。
基于200-300纳米的表面微纳结构(光子晶体)可实现70%的出光效率，提高器件亮度80%-120%，产业化LED光效达到2001m/W。同时，衬底上外延生长可缓解应力85%，大幅度减少缺陷，改善droop效应，衰减减缓约30%。
图一：图形化蓝宝石衬底在蓝光LED器件中的应用
尽管纳米PSS技术优势明显，但其技术门槛较高，主要体现在两个方面
(1)光子晶体的设计较为复杂，特别是高出光效率的光子晶体结构设计需要用到近场光学模拟
(2)亚微米的加工制造无法使用传统的黄光工艺，加工技术难度大，成本高。
项目组成员过去十多年一直从事大面积表面微纳结构的加工研究，具备从设备开发、胶体材料制备、工艺优化的完整经验。采用卷对卷加工方式，可实现每小时图形化720片4时吋蓝宝石衬底。通过使用中间层软模板，大大减少图形化缺陷的产生。同时，项目组成员研究纳米光学结构有多年历史，熟悉光子晶体的工作原理和设计方法，能设计高效的基于光子晶体的纳米结构，实现高性能的蓝光LED器件。
应用市场
用于蓝色LED芯片生产，LED照明产业的最上游技术之一，主要客户为国内外氮化稼外延片生产厂家，市场规模在10亿美元以上。
