图形化蓝宝石衬底已经在可见光LED领域得到广泛的应用，其优势在于它不仅能有效改善外延生长质量，还可以提高LED的光提取效率。基于先进的半导体仿真设计平台，我司技术人员开发出了纳米图形衬底（NPSS）上的深紫外LED（DUV LED）的计算模型。研究发现：NPSS能够提高DUV LED中横向传播的TM极性光的光提取效率，但会抑制偏向垂直传播的TE极性光的光提取效率（如图1所示）。造成这种现象的原因是，当DUV LED中采用NPSS结构时，NPSS会把部分横向传播的光散射到垂直传播方向，也会把部分垂直传播的光散射到横向传播方向，这些被散射到横向传播方向的光将直接被底部的p-GaN欧姆接触层所吸收。因此在DUV LED中，NPSS对具有不同传播特性的TE极性光和TM极性光会产生完全对立的效果。

图1

为了解决上述问题，并充分利用NPSS的散射效应提高DUV LED的光提取效率，技术人员进一步提出改进措施：即针对具有NPSS的DUV LED，建议采用具有图形化p-GaN欧姆接触，从而减少材料的自吸收效应。研究结果表明：NPSS与图形化p-GaN技术的结合可以充分利用NPSS的散射作用，同时提高DUV LED中TM极性光和TE极性光的光提取效率（如图2所示）。该研究成果为进一步推广NPSS在DUV LED中的应用提供了强有力的理论支撑。

图2

相关文章已发表在Optical Material Express，文章链接：https://doi.org/10.1364/OME.416605