1　LED表面微结构技术

　　传统的GaN 基LED 是利用化学气相沉积(MOCVD)技术在560°C左右的蓝宝石基底上分别沉积掺杂Si的n型GaN 材料和掺杂Mg的p型GaN 材料，两种材料之间形成量子阱(MQW)。在p型GaN 材料上再镀上一层ITO 膜(氧化铟锡)，该金属氧化物透明导电膜作为透明电极，其作用是增强电极出光亮度以及隔离芯片中发射的对人类有害的电子辐射、紫外线及远红外线等。LED 的基本结构如图1所示。

图1　LED芯片的结构示意图

　　清华大学的张贤鹏等人采用基于Cl2/Ar/BCl3气体的感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了pGaN 表面具有直径3μm、周期6μm 的微结构。该微结构将GaN 基蓝光LED芯片的光荧光效果提高了42.8%，并且在LED 器件注入电流为20mA的情况下，将芯片正面出光效率提高了38%，背面出光效率提高了10.6%。

　　加州大学的Schnitzer等对LED芯片进行表面微结构处理的做法是利用自然光刻法将LED 芯片的出光表面做一个粗糙化处理，使得LED芯片的出光表面变得粗糙不均匀，粗糙化后的芯片结构如图2所示。如图3所示，当光波传递到不均匀表面时，由于粗糙表面的光散射，这样，半导体内更多的光可以传播到空气中。粗糙化的LED 芯片其出光效率可以达到约16.8%，而一般的环氧树脂封装LED的光取出效率非常低，仅能达到4%左右[1]。粗糙化后的LED 芯片结构在SEM 下扫描结果如图4所示。

图2　经粗糙化处理后LED芯片的结构示意图