1.圖形化襯底

LED外延現階段普遍使用圖形化襯底(PSS)，PSS目前分為微米級PSS和納米級nPSS，微米級PSS有各種形狀圖形，如正角形、梯形、圓形、橢圓形、半球形、三棱錐形、六棱錐形、火山口形等，圖形高度一般1.1~1.6μm，圓直徑2.5~3μm，周期約4μm，采用光微投影及電漿干式蝕刻技術，2″圓片的成品率為80%~93%，4″圓片為40%~70%，一般可提高光效30%~40%。nPSS一般采用納米壓印技術，圖形大小約260nm，周期約460nm，一般可提高光效70%左右，正在采用納米光微影(NIL)新技術，將會降低nPSS成本，并可適用大晶圓尺寸，為此介紹二種納米級nPSS。

(1)nPSS襯底

nPSS采用納米壓印是接觸式，對納米模板及襯底平行度要求苛刻，脫模、排氣及母版污染等是影響成品率的主要因素，該技術瓶頸將盡快突破，將成為2013年的主流，nPSS優(yōu)點：LED更高發(fā)光效率，均勻性更好，成本低。如在藍寶石襯底上用納米壓印光刻獲周期為450nm圓孔的六角形陣列，使綠光LED輸出光功率是原來的三倍。

(2)納米柱PSS

英國塞倫公司的新技術，在藍寶石襯底上采用獨特的納米光刻技術，形成表面的納米柱。該納米柱直徑是幾百納米，在此襯底上外延生長可緩解應力85%，從而大幅度減少缺陷，在不增加成本情況下，可大幅提高發(fā)光亮度，LED光效的產業(yè)化水平可達200lm/W，并改善Droop效應，衰減減緩約30%。

小結：PSS能較大提高LED發(fā)光效率，特別是納米級nPSS能更大提升LED發(fā)光效率，PSS是現階段LED核心技術的發(fā)展趨勢。對PSS在降低成本方面有不同看法。

2.同質襯底

同質襯底是以GaN作襯底，并在此襯底上生長GaN，全球相關研究機構和大企業(yè)，如日亞、Cree等均投入很大研發(fā)力量，并取得了突破性進展。生長GaN襯底有多種方法，一般采用HVPE(氫化物氣相外延)或鈉流法，生產GaN襯底要很好解決殘留應力和表面粗糙問題，襯底厚度約400~500μm，現可產業(yè)化。GaN襯底的優(yōu)點：位錯密度低(105~106個/cm2)，內量子效率可達80%以上，生長時間短約2小時，節(jié)省大量原材料，可大幅度降低成本(目前襯底較貴)，下面介紹幾個主要研究成果。

(1)實現高亮度LED

豐田合成采用c面GaN襯底生長LED芯片，其面積為1mm2，可實現400lm光通量，可以實現單芯片LED的高亮度。

(2)HVPE生長GaN襯底產業(yè)化

三菱化學、住友電工、日立電線等公司采用HVPE法生長GaN襯底，實現產業(yè)化可提供2″GaN襯底，厚度450μm左右，位錯密度(106~107個/cm2)，三菱化學近期宣布可提供6″GaN襯底，并計劃2015年將成本降至目前的十分之一。