3、非极性、半极性衬底

　　蓝宝石（Al2O3）晶面有极性C面、半极性M面、R面和非极性A面。采用非极性或半极性衬底，生长难，可大幅度降低缺陷密度。采用非极性衬底生长LED，可作显示屏、电视、手机等背光源，没有取向性，不要外置扩散片，并可用于录光、激光、太阳能板。

　　（1）非极性、半极性蓝宝石衬底

　　英国塞伦光电采用非极性蓝宝石上生长LED，大幅度降低缺陷密度，其外延片的光转换效率可提高7倍，大幅度提高亮度而有效改善美元/流明值。

　　（2）“npolo”LED

　　首尔半导体采用非极性GaN衬底生长LED称为“npolo”LED，在1mm2芯片上实现500lm光通量，首尔半导体CEO李贞勋说：同一表面的亮度大幅改善5倍，未来可提高10倍以上，是LED光源的终极目标。

　　（3）非极性GaN衬底

　　三菱化学采用非极性GaN衬底生长蓝光LED，其缺陷密度最少仅为1×104/cm2。计划目标，在1mm2芯片发光亮度可达1000lm光通量。

　　（4）非极性、半极性GaN衬底产业化

　　住友公司宣布已开发半极性、非极性GaN衬底材料，可提供制作白光LED的半极性、非极性衬底。

　　（5）紫外LED采用非极性衬底

　　首尔半导体采用非极性GaN衬底开发紫外LED并与R、G、B荧光粉组合可实现高显色指数的白光照明和色彩表现范围大的背光源。

　　小结：采用半极性、非极性蓝宝石和GaN衬底生长LED的核心技术，已取得突破性进展，有可能在1mm2芯片上实现1000lm光通量，采用单芯片作为一盏LED灯的光源成为可能。

　　4、芯片新结构

　　LED核心技术，还有LED芯片结构新技术。芯片结构设计主要是考虑如何提高外量子效率，即芯片的光萃取效率，提高芯片散热性能以及在降低成本上进行采用新结构新工艺。芯片有很多种新结构。

　　（1）六面体发光芯片

　　六面体发光芯片指芯片的六个面全部出光，采用多面表面粗化技术，减少界面对光子的反射，提高光萃取率。

　　（2）DA芯片结构

　　Cree公司利用SiC衬底优势，已推出的DA系列产品，采用SiC透明衬底作为发光面，在SiC衬底上制作3D结构，即在SiC基板的外侧设置V字形沟槽，从V字沟槽一侧发光，以增强高折射率SiC衬底的光萃取效果，而且是大电流倒装芯片，发光层一侧与封装接合，获得高质量的散热性，采用共晶焊、无金线，面积几乎是原来的一半，显著降低成本，实现双倍性价比。并在第三代碳化硅技术SC3平台上，采用匹配的最新封装技术，宣布获得光效达276lm/w。

　　（3）单芯片白光技术

　　三星公司采用纳米级的六角棱锥结构技术做出白光LED，可以实现半极性、非极性衬底上生长GaN，有利于光萃取的提升，因纳米结构微小能有效降低应变，达到更佳的晶体质量，而且散热性能好。同时发绿光、黄光、红光，其内量子效率分别为61%、45%、29%。实现单芯片发多色光组合白光LED，取得突破性进展。将会提高光色质量和避免波长转移引起光能损失，并可减少封装工艺，提高封装可靠性和降低封装成本，成为实现白光LED的另一条技术路线。

　　小结：LED芯片结构研发方面不断有新结构出现，在提高光效、散热性能、降低成本上不断有所突破。更要关注单芯片发多色光组合成白光LED的研发进展，将是LED照明技术发展中另一条可行的技术路线。