3，圖案化藍(lán)寶石基板(Pattern Sapphire Substrate簡(jiǎn)稱PSS)

　　以成長(zhǎng)(Growth)或蝕刻(Etching)的方式,在藍(lán)寶石基板上設(shè)計(jì)制作出納米級(jí)特定規(guī)則的微結(jié)構(gòu)圖案藉以控制LED之輸出光形式，并可同時(shí)減少生長(zhǎng)在藍(lán)寶石基板上GaN之間的差排缺陷，改善磊晶質(zhì)量，并提升LED內(nèi)部量子效率、增加光萃取效率。

　　通常，C面藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的GaN薄膜是沿著其極性軸即ｃ軸方向生長(zhǎng)的，薄膜具有自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部(有源層量子阱)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)建電場(chǎng)，(Quantum Confine Stark Effect, QCSE;史坦克效應(yīng))大大地降低了GaN薄膜的發(fā)光效率. 在一些非C面藍(lán)寶石襯底(如R面或M 面)和其他一些特殊襯底(如鋁酸鋰;LiAlO2 )上生長(zhǎng)的GaN薄膜是非極性和半極性的,上述由極化場(chǎng)引起的在發(fā)光器件中產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)將得到部分甚至完全的改善.傳統(tǒng)三五族氮化物半導(dǎo)體均成長(zhǎng)在c-plane 藍(lán)寶石基板上，若把這類化合物成長(zhǎng)于R-plane 或M-Plane上，可使產(chǎn)生的內(nèi)建電場(chǎng)平行于磊晶層，以增加電子電洞對(duì)復(fù)合的機(jī)率。因此，以氮化物磊晶薄膜為主的LED結(jié)構(gòu)成長(zhǎng)R-plane 或M-Plane藍(lán)寶石基板上，相比于傳統(tǒng)的C面藍(lán)寶石磊晶,將可有效解決LED內(nèi)部量子效率效率低落之問(wèn)題，并增加元件的發(fā)光強(qiáng)度。最新消息據(jù)稱非極性LED能使白光的發(fā)光效率提高兩倍.

　　由于無(wú)極性GaN具有比傳統(tǒng)c軸GaNＮ更具有潛力來(lái)制作高效率元件,而許多國(guó)際大廠與研究單位都加大了對(duì)此類磊晶技術(shù)的研究與生產(chǎn).因此對(duì)于R-plane 或M-Plane 藍(lán)寶石基板的需求與要求也是相應(yīng)地增加。

　　下圖為半極性和無(wú)極性面的簡(jiǎn)單示意圖

　　無(wú)極性面是指極性面法線方向上的面，而半極性面則是介于極性面和無(wú)極性面之間的面