蒋成伟，沙源清，袁佳磊，王永进，李 欣

（南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003）

1 引 言

氮化镓 (GaN) 作为Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体材料中的重要成员, 具有直接带隙易发光、热导率高、耐高温、耐酸碱、硬度高等优良的光电和机械性能[1-2]。通过改变氮化物中In, Ga 和Al 的含量，可以覆盖0.63～6.2eV 的连续禁带宽度，故可制备紫外、可见光至红外光波段的发光二极管和其他光电子和光通信技术中使用的器件[3-4]。目前GaN 已成为制作LED 器件的主流材料之一，氮化镓基LED 器件在照明、光电探测和光通信领域占有重要地位。商业化的氮化镓基LED 器件根据GaN 材料外延生长衬底材料的不同可分为3 种：碳化硅（SiC）衬底、蓝宝石（Al2O3）衬底及硅（Si）衬底。目前蓝宝石衬底LED 器件技术最为成熟，占据的市场份额最大，碳化硅衬底LED 器件的市场占有率居中，硅衬底LED 器件尽管目前市场占有率较小，但发展速度很快[5-6]。虽然硅衬底和GaN 材料之间存在热膨胀系数和应力系数差距较大，晶格匹配度较低等问题，但由于硅衬底具有成本低、尺寸大、能够与成熟的硅基半导体工艺兼容等特点，仍得到了众多研究者的关注[7-9]。尽管氮化镓基LED 器件已经有20 几年的发展历史，然而现有器件结构的改进、新工艺的开发、相关物理机理的研究仍然是光电器件领域的研究热点[10-11]。

目前国内外关于提升硅衬底氮化镓LED 器件性能的研究工作，主要包含以下技术路线：图形化硅衬底、在硅衬底和外延层间添加布拉格反射镜、将LED 器件转移至铜衬底。……