新发现：新型衬底PSSA可显著提高AlGaN UV LED的效率

据Compound Semiconductor报道，国际研究团队指出，具有二氧化硅阵列的图案化蓝宝石（patterned sapphire with silica array，PSSA）是一种新型衬底，采用此衬底可大幅提高铟氮化镓、铝氮化镓（InGaN/AlGaN）UV LED的效率。

武汉大学教授周圣军是该研究的主要负责人，他表示，传统图形化蓝宝石衬底（PSS）在实现更高效的基于AlGaN的UV LED上面临瓶颈问题。然而，新型衬底提供了一个前所未有的机会，使得未来固态UV 光源能够实现更高的电致发光性能。

对于在传统PSS上生长基于AlGaN的UV LED，实验结果表明AI吸附原子的较大粘附系数会引起AlGaN在蓝宝石图案侧壁上的取向错误生长。结果还表明AlGaN与蓝宝石之间的有限折射率对比阻碍了蓝宝石图案的光输出耦合能力。鉴于此，最先进的UV LED仍然存在结晶质量差及光提取效率低等问题。

据悉，研究员已经成功采用PSSA（即用二氧化硅阵列取代了蓝宝石图案）提升了结晶质量以及光提取效率。相比PSS，PSSA降低了AlGaN外延层的螺纹位错密度，这得益于其具有更好的垂直生长模式并减少了聚结边界上的错配。并且，由于图案化二氧化硅阵列具有更高的折射率，在将光重定向到顶层和底层逃逸锥面这一点上，PSSA能够比PSS更好地起到反射和折射的作用。

研究表明，采用PSSA降低了螺纹位错密度并增强了光提取效率，因此，InGaN/AlGaN UV LED的效率显著提高。