[发明专利]一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构

权利要求书

1.一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构，其特征在于，包括蓝宝石图形衬底(4)以及沉积于所述蓝宝石图形衬底(4)上的三明治反射结构，所述三明治反射结构包括沉积于所述蓝宝石图形衬底(4)上的第一Al₂O₃多层结构(3)、沉积于所述第一Al₂O₃多层结构(3)上的布拉格反射器(2)、以及沉积于所述布拉格反射器(2)上的第二Al₂O₃多层结构(1)。

2.根据权利要求1所述的一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构，其特征在于，第一Al₂O₃多层结构(3)由m层Al₂O₃薄膜构成，2≤m≤10。

3.根据权利要求1所述的一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构，其特征在于，所述布拉格反射器(2)的周期数为12-48，每层的光学厚度为反射中心波长的四分之一，反射中心波长为450nm。

4.根据权利要求1所述的一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构，其特征在于，第二Al₂O₃多层结构(1)由n层Al₂O₃薄膜构成,2≤n≤10。

5.根据权利要求1所述的一种提高GaN基LED发光效率的蓝宝石图形衬底结构，其特征在于，它通过以下方法制备得到：

(1)、在蓝宝石图形衬底(4)上沉积第一Al₂O₃多层结构(3)：将原子层沉积系统反应室抽真空，待压力小于3x10^-5Torr后，把蓝宝石衬底从送样室转移至反应室，将反应室温度升高至200℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待温度稳定后开始生长第一层Al₂O₃薄膜，周期数为I，1≤I≤1250；然后在150℃≤T≤250℃范围内调整反应室温度T，依次生长m层的Al₂O₃薄膜，2≤m≤10，每一层Al₂O₃薄膜的厚度为0.1～100nm。待生长完成后，将具有m层Al₂O₃薄膜的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为400℃，时间约为10min。

(2)、在具有第一Al₂O₃多层结构(3)的蓝宝石图形衬底(4)上沉积布拉格反射器结构(2)：采用电子束蒸发方法，以SiO₂与Ti₃O₅为蒸发源，待真空度达到10^-7Torr并且温度稳定在130℃后，开始交替蒸发SiO₂层与Ti₃O₅层，布拉格反射器的周期数为12-48，每层的光学厚度为反射中心波长的四分之一，反射中心波长为450nm。

(3)、在具有第一Al₂O₃多层结构(3)和布拉格反射器结构(2)的蓝宝石图形衬底(4)上沉积第二Al₂O₃多层结构(1)：将原子层沉积系统反应室抽真空，待压力小于3x10^-5Torr后，把蓝宝石衬底从送样室转移至反应室，将反应室温度升高至180℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待温度稳定后开始生长第一层Al₂O₃，周期数为J，1≤J≤1250；然后在150℃≤T≤250℃范围内调整反应室温度T，依次生长n层的Al₂O₃薄膜，2≤n≤10，每一层Al₂O₃薄膜的厚度为0.1～100nm。待生长完成后，将具有n层Al₂O₃薄膜的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为400℃，时间约为10min。