CN102034907A - 一种提高GaN基LED发光效率的图形掩埋方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种图形掩埋方法和利用该方法提高GaN基LED发光效率的方法。该方法包括：利用具有规则分布的图案的掩模，在GaN薄层上进行选择性刻蚀，形成具有规则分布的凹槽，再通过控制GaN外延生长中的侧向生长速度，将凹槽掩埋在GaN外延层中并形成空洞。在这种具有规则分布的掩埋式空洞的GaN模板上生长LED结构，其发光效率可以得到有效提高。

Description

一种提高GaN基LED发光效率的图形掩埋方法

技术领域

本发明涉及一种提高GaN基LED发光效率的图形掩埋方法，尤其涉及具有均匀分布的空洞的GaN模板的制程工艺和生长方法。

背景技术

作为一种新型的发光元器件，GaN基LED的相关制造工艺备受关注。一直以来，提升GaN基LED的发光效率是该领域内的一种重要研究课题。

在GaN基LED内被激发的光会沿着各个方向呈各向同性散射传播，在到达LED与空气的界面时，会有不同的入射角度。因为GaN材料折射率约为2.4，而空气折射率仅约为1.0，因此入射角度大于全反射角的所有光线将被完全反射而不能离开LED器件，这部分光会在LED中多次反射过程中被吸收。根据折射率的计算，GaN到空气界面的全反射角仅有25°，大于此角度的入射光将被完全反射，因此不能离开LED的光占到实际被激发出的光的很大一部分，这也是传统LED出光效率低下的重要原因。

已经有的研究成果对改善LED出光效率进行了很多有益的尝试。主要有以下几种手段：

一、LED表面粗化方法：主要通过LED原位生长工艺的控制获得布满V型微坑的LED外延表面，或者通过后期的湿法或干法选择性刻蚀、激光辐照等方法破坏原有的平滑的LED外延表面从而得到一定粗糙度的表面。LED外延表面与空气接触的原本单一的水平界面通过粗化改变为许多角度和方向各异的微面，使得原来大于全反射角度入射的部分光在微面上的实际入射角度小于全反射角，从而增加了出射光的比例，因此改善出光效率。这里所述的外延表面是指半导体材料外延生长得到的表面。

粗化方法在提高出光效率的同时，其负面影响也是不可忽视的。原位粗化是在LED外延生长过程中进行的，粗化的过程实质就是V型缺陷的形成过程。因为LED外延表面通常是P型GaN层，因此原位粗化以牺牲P型GaN晶体质量为代价的：由于粗化的生长条件不是P型GaN的最佳生长条件，因此会形成大量位错导致LED漏电增加，也会因为无法实现较好的P型掺杂最终导致LED工作电压偏高。另外，原位粗化对生长条件十分敏感，很难获得分布均匀、尺寸一致且重复性好的V型微坑(分布和尺寸关系到LED的发光均匀性，重复性关系到是否适合工业化生产)；而在LED外延生长完成之后利用热的酸性或碱性溶液对LED表面进行湿法腐蚀的过程，同样会对LED的P型层造成不可避免的损伤，从而降低器件的电学性能，而且同样很难获得分布均匀、尺寸一致且重复性好的V型微坑；激光辐照导致GaN分解从而导致LED表面粗化的方法，除了会对LED表面造成损伤外，其粗糙度的均匀性也高度依赖入射激光的功率稳定性和激光光斑的功率分布均匀性。

二、LED表面图形化方法：由于光刻方法结合刻蚀方法很容易在LED表面获得重复性和一致性非常好的微坑阵列，因此LED表面图形化方法对于改善LED出光效率效果也很明显。但是刻蚀微坑的过程同样存在对LED外延表面的损伤，从而劣化LED性能。为了避免对LED外延表面的损伤，图形化处理可以在LED外延表面以上的其它层实施，例如透明电极层，但是光在GaN层与透明电极层界面处依然存在全反射损失。

根据光的衍射理论可知，当LED表面图形阵列周期尺寸与发光波长相当时，衍射会在图形表面发生，合适的图形尺寸和排列会增强出光的效率，这是目前较为流行的光子晶体方法的理论基础。由于只有光子晶体尺寸和发射光波长相当时才会发挥作用，因此对于蓝光绿光LED而言，这一尺寸需要小到一百到数百纳米。目前LED行业广泛使用的光刻方法最小只能得到微米量级的图形阵列，而亚微米光刻相关方法成本高昂，无法广泛使用。

三、图形衬底方法：图形衬底方法开发之始，其主要目的是用来提高GaN材料的晶体质量。近年来，研究发现图形衬底在改善LED的出光效率上的作用可能更为显著。利用光线追踪类的模拟软件研究表明特殊图形化的衬底界面可以有效改变入射光反射后的角度，将大部分大于全反射角度的光线通过二次反射后转变为小于全反射角度入射，从而增加出光效率。

目前制备图形衬底大多是采用传统光刻法制备，再利用反应离子刻蚀或感应耦合等离子刻蚀等设备干法刻蚀而形成。由于目前绝大多数使用的衬底材料为蓝宝石，其刻蚀工艺过程复杂、成本较高。也有使用湿法刻蚀，成本较低但重复可控性较差。

四、以上两种或几种方法的组合或变形：同时使用图形衬底方法和表面粗化方法或同时使用图形衬底方法和表面图形化方法，出光效率改善更为明显，但工艺过程更加复杂，成本高昂。

发明内容

综合以上所述的增加LED出光效率的方法，不难看出其核心思想是要将LED中原本各向同性发射的光通过有效可行的方法尽可能多的转变为小角度入射。具体实施的手段可以理解为广义的图形化方法：表面粗化方法可以理解为表面不规则的图形化处理方法，表面图形化方法和图形衬底方法可以理解为规则的图形化处理方法。可以看到，这些广义的图形化方法必须在LED外延层上表面和下表面进行图形化处理，因此需要额外复杂的衬底处理方法或者因为破坏LED外延表面而导致LED参数劣化。因此，在本领域中，需要这样在一种方法：利用某种图形化方法将LED中各向同性的光发射在LED内部实现沿出光面垂直方向(这里的“垂直”方向指的是与出光表面正交的方向)的有效“汇聚”，同时该图形化方法既不会劣化LED其他性能参数，又不会额外增加工艺的复杂程度。

本发明的目的在于提供一种图形掩埋方法：利用较为简单方法将具有规则分布的空洞形成并掩埋在GaN外延层中，以此为基础生长LED结构可以实现LED内部图形化，而不必在LED外延层上表面或下表面进行图形化处理，从而在改善LED的出光效率的同时最大限度避免了LED其他性能参数的劣化；同时利用空洞与GaN显著的折射率差别以及空洞特殊的形状，提高光在其界面处的反射效率以及光在反射后沿LED出光面垂直方向的“汇聚”能力。

本发明的一种提高GaN基LED发光效率的图形掩埋方法包括以下具体步骤：

1、在衬底上生长一层GaN单晶薄膜。衬底可以是蓝宝石、碳化硅、氧化锌、硅或者其它所有类似适当的衬底；该生长方法可以是气相外延(VPE)方法诸如氢化物气相外延(HVPE)，或者更为优选的诸如金属有机气相外延(MOVPE)；该GaN单晶薄膜优选的厚度T＝100～10000nm，超出这一厚度范围也是合适的，但是应当保证该GaN单晶薄膜平坦且无裂痕。

2、在步骤1获得的GaN单晶薄膜上制作一层均匀覆盖的掩模，该掩模具有正六边形或者正四边形分布的空洞，该空洞图案可以是圆形或者正N边形(N≥3)，该圆形的半径a或者正N边形(N≥3)外接圆的半径a为100～10000nm；相邻的空洞图案中心最小间距b满足b＞2a。该掩模材料可以是光刻胶、二氧化硅、氮化硅、金属或者其他在刻蚀GaN工艺过程中能对所覆盖部分起到充分保护作用的材料。可以使用等离子增强化学气相淀积(PECVD)、溅射、电子束淀积、热氧化或者其他淀积方法对该掩模层进行淀积，并用标准光刻方法进行刻图。

3、利用步骤2获得的具有规则分布的图案的掩膜，在步骤1获得的GaN单晶薄膜上选择性刻蚀，可以使用湿法刻蚀方法诸如热的酸性溶液刻蚀或热的碱性溶液刻蚀，或者更为优选的干法刻蚀方法诸如反应离子刻蚀(RIE)、感应耦合等离子刻蚀(ICP)等。被掩模覆盖的部分受到保护不被刻蚀，未被掩模覆盖的部分被近乎垂直的向下刻蚀形成凹槽，凹槽深度h不超过GaN单晶薄膜的厚度T，即h≤T。

4、利用步骤2中所述的淀积方法，在步骤3获得的GaN凹槽的底部淀积一层非晶薄膜，该薄膜厚度d不超过凹槽的深度h，即d≤h。该薄膜材料可以是二氧化硅、氮化硅、难熔金属或者其它在GaN外延工艺过程中保持稳定的材料，该层薄模的目的是在之后的GaN二次外延生长过程中最大限度的避免凹槽底部GaN生长。该掩模层也可以包含反射性金属或者难熔金属，该金属可以在氨或氢气氛中保持稳定，它的熔点超过约1200℃，并对所需要的波长有反射作用。这种金属诸如钨(W)和(Pt)。或者，掩模层可以包含布拉格反射器(Bragg reflector)，该反射器可以包含氮化硅和二氧化硅或其他氧化物的交替叠层。

5、去除步骤4获得GaN凹槽外的GaN薄层表面上的掩膜，保留GaN凹槽底的薄膜，再进行GaN的外延生长，通过控制GaN外延层的侧向生长以及GaN凹槽内侧面的侧向生长将凹槽掩埋在GaN外延层中并形成空洞。

6、在步骤5获得的GaN外延层上继续生长LED结构。

附图说明

本申请的附图用于对本申请的实施例提供示例性的说明。

图1为衬底的截面图与俯视图，在该衬底上，生长一层厚度均匀的GaN薄层。

图2为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在该GaN薄膜上，均匀覆盖一层掩模材料，并对掩模进行刻图。

图3A为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，利用掩模对GaN薄层进行一定深度的刻蚀，并形成柱型坑。该图为优选实施例1中GaN凹槽形成过程之辅助示意图。

图3B为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，利用掩模对GaN薄层进行刻蚀直至露出衬底表面，并形成柱型坑。该图为优选实施例2中GaN凹槽形成过程之辅助示意图。

图4为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在利用掩模进行刻蚀而形成柱型坑的GaN薄膜上淀积一层厚度均匀的非晶薄膜。该图为优选实施例1中GaN凹槽形成过程之辅助示意图。

图5A为去除表面掩模层之后的衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，GaN薄层表面掩模层与非晶薄膜同时被去除，GaN柱型坑底部非晶薄膜被保留。该图为优选实施例1中GaN凹槽形成过程之辅助示意图。

图5B为为去除表面掩模层之后的衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，GaN柱型坑底部露出衬底表面。该图为优选实施例2中GaN凹槽形成过程之辅助示意图。

图6A为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第一类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第一类GaN空洞之辅助示意图。

图6B为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第二类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第二类GaN空洞之辅助示意图。

图6C为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第三类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第三类GaN空洞之辅助示意图。

图7A为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第一类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第一类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

图7B为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第二类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第二类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

图7C为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第三类特定形状的空洞。该图为优选实施例1中第三类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

图8A为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第一类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第一类GaN空洞之辅助示意图。

图8B为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第二类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第二类GaN空洞之辅助示意图。

图8C为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第三类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第三类GaN空洞之辅助示意图。

图9A为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第一类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第一类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

图9B为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第二类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第二类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

图9C为衬底和GaN薄层的截面图与俯视图，在具有规则图形分布的GaN凹槽的GaN薄层上进行GaN的二次生长，并形成第三类特定形状的空洞。该图为优选实施例2中第三类GaN空洞具体形成过程之辅助示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的说明，其中，给出发明的优选实施例。但是可以用许多不同的形式使本发明具体化，并且不应理解为仅限于这里所述的实施例。然而，提供这些实施例可以使本发明的内容变得完全和彻底，并对本领域普通技术人员表达出本发明的范围。

实施例1：

(a)如图1所示，在蓝宝石衬底10上利用金属有机气相外延(MOVPE)方法生长一层厚度均匀、平坦且无裂痕GaN单晶薄膜20。该薄膜20厚度T＝2000nm。

(b)如图2A所示，在GaN薄膜20上均匀涂抹一层光刻胶掩模30，该掩模厚度c＝5000nm。利用标准光刻工艺，制作出正六边形分布图案31，该图案31为圆形空洞，半径a＝1500nm，相邻圆形空洞间的最小间距b＝3000nm。

(c)如图3A所示，利用具有规则分布的图案31的掩膜30，在GaN薄层20上选择性刻蚀。在这个优选实施例中使用感应耦合等离子刻蚀(ICP)方法，被掩模30覆盖的部分受到保护不被刻蚀，未被掩模30覆盖的部分被近乎垂直的向下刻蚀形成凹槽21，凹槽21深度h＝1500nm。

(d)如图4所示，利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法在刻有凹槽的GaN薄层20上淀积一层二氧化硅薄膜40a和40b，该薄膜40a和40b的厚度d＝150nm。

(e)如图5A所示，利用剥离(Lift-off)方法去除GaN薄层20表面上的掩膜30，掩膜30上的二氧化硅薄层40a一起被剥离，GaN凹槽底的薄膜40b被保留。

(f)如图6A、6B以及6C所示，再进行GaN的二次外延生长，通过控制GaN外延层50的侧向生长以及GaN凹槽21内侧面的侧向生长将凹槽掩埋在GaN外延层50中并形成第一类空洞22a、第二类空洞22b或第三类空洞22c。图7A、7B以及7C分别以第一类空洞22a、第二类空洞22b以及第三类空洞22c为例，给出了空洞具体行成的步骤，以最为优选的MOVPE生长方法为例，如图7A所示，外延层50除了垂直(及垂直于衬底表面)生长，还有侧向(即平行于衬底表面)生长，这是本领域普通技术人员所熟知的。气相源输送流量一定的条件下，侧向生长速率g//与垂直生长速率g⊥之比，主要受到生长压力、生长温度以及V/III比(Ga与N的摩尔比)的影响：一般情况下，生长压力越低，生长温度越高，V/III比越高，侧向生长速率g//所占的比例越大。由于GaN生长温度非常高(一般高于1000℃)，凹槽底的掩模40b上的有害行核不会产生问题：在高温生长的过程中，由于与掩模40b相比，在GaN表面上的Ga原子具有高得多的粘附系数，所以几乎不会在掩模40b上淀积GaN；同时气相源的输送在GaN表面形成的浓度梯度导致接近GaN凹槽21底部的侧向生长速率g1//低于接近凹槽21表面的部分g2//。这两项作用共同导致GaN生长过程中类似于“倒三角”的第一类空洞22a的产生：由于g2//＞g1//，GaN凹槽21的顶部将呈现更快的合拢趋势，并且合拢的过程将削弱气相源向GaN凹槽21底部的输送从而进一步抑制GaN凹槽21底部的侧向生长。随着外延生长的继续，第一类空洞22a顶部逐渐合拢直至形成平坦的GaN表面，并将第一类空洞22a掩埋于GaN的平坦表面以下。本领域普通技术人员可以通过改变生长的过程中的源输送流量、生长压力、生长温度以及V/III比等一个或多个条件，达到调节GaN凹槽21底部到顶部的侧向外延速率g//的不同梯度变化的目的，从而形成诸如第二类22b及第三类22c形状或类似形状的空洞。

(g)以此为基础继续生长LED结构。

实施例2：

(a)如图1所示，在蓝宝石衬底10上利用金属有机气相外延(MOVPE)方法生长一层厚度均匀、平坦且无裂痕GaN单晶薄膜20。该薄膜20厚度T＝2000nm。

(b)如图2所示，在GaN薄膜20上均匀涂抹一层光刻胶掩模30，该掩模厚度c＝5000nm。利用标准光刻工艺，制作出正六边形分布图案31，该图案31为圆形空洞，半径a＝1500nm，相邻圆形空洞间的最小间距b＝3000nm。

(c)如图3B所示，利用具有规则分布的图案31的掩膜30，在GaN薄层20上选择性刻蚀。在这个优选实施例中使用感应耦合等离子刻蚀(ICP)方法，被掩模30覆盖的部分受到保护不被刻蚀，未被掩模30覆盖的部分被近乎垂直的向下刻蚀形成凹槽21，凹槽21深度h＝2000nm，凹槽21底部完全露出蓝宝石表面11。

(d)如图5B所示，利用剥离(Lift-off)方法去除GaN薄层20表面上的掩膜30。

(f)如图8A、8B以及8C所示，再进行GaN的二次外延生长，通过控制GaN外延层50的侧向生长以及GaN凹槽21内侧面的侧向生长将凹槽掩埋在GaN外延层50中并形成第一类空洞22a、第二类空洞22b或第三类空洞22c。图9A、9B以及9C分别以第一类空洞22a、第二类空洞22b以及第三类空洞22c为例，给出了空洞具体行成的步骤，以最为优选的MOVPE生长方法为例，如图9A所示，外延层50除了垂直(及垂直于衬底表面)生长，还有侧向(即平行于衬底表面)生长，这是本领域普通技术人员所熟知的。气相源输送流量一定的条件下，侧向生长速率g//与垂直生长速率g⊥之比，主要受到生长压力、生长温度以及V/III比(Ga与N的摩尔比)的影响：一般情况下，生长压力越低，生长温度越高，V/III比越高，侧向生长速率g//所占的比例越大。由于GaN生长温度非常高(一般高于1000℃)，凹槽底的蓝宝石表面11上的有害行核不会产生问题：在高温生长的过程中，由于与蓝宝石表面11相比，在GaN表面上的Ga原子具有高得多的粘附系数，所以几乎不会在蓝宝石表面11上淀积GaN；同时气相源的输送在GaN表面形成的浓度梯度导致接近GaN凹槽21底部的侧向生长速率g1//低于接近凹槽21表面的部分g2//。这两项作用共同导致GaN生长过程中类似于“倒三角”的第一类空洞22a的产生：由于g2//＞g1//，GaN凹槽21的顶部将呈现更快的合拢趋势，并且合拢的过程将削弱气相源向GaN凹槽21底部的输送从而进一步抑制GaN凹槽21底部的侧向生长。随着外延生长的继续，第一类空洞22a顶部逐渐合拢直至形成平坦的GaN表面，并将第一类空洞22a掩埋于GaN的平坦表面以下。本领域普通技术人员可以通过改变生长的过程中的源输送流量、生长压力、生长温度以及V/III比等一个或多个条件，达到调节GaN凹槽21底部到顶部的侧向外延速率g//的不同梯度变化的目的，从而形成诸如第二类空洞22b及第三类空洞22c形状或类似形状的空洞。

(g)以此为基础继续生长LED结构。

与传统的增加LED出光效率的图形化方法(诸如表面粗化方法，表面图形化方法以及图形衬底方法)相比，本发明至少具备以下显著优点：

(1)具有规则分布的空洞掩埋在GaN外延层中，在这样的GaN层上生长n区、发光区和p区，整个LED结构都在图形之上，因此其电学性能和发光性能都不会受到负面影响。

(2)由于传统图形衬底材料与GaN材料折射率差别远小于空洞(空气)与GaN的折射率差别，LED内部的光发射在图形衬底与GaN界面处的反射效率低于在空洞(空气)与GaN的界面处的反射效率，因此空洞图形较之传统图形衬底对于光在LED内部更具反射效果，更有利于提高LED芯片的出光效率。

尽管未说明目的的公开了本发明的最佳实施例和附图，但是本领域普通技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例和附图所公开的内容。

Claims (12)

1.一种提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于包括如下步骤：

在衬底上生长一层GaN薄层；

在所述GaN薄层上形成具有规则分布的图案的掩膜层；

以所述具有规则分布的图案的掩膜层为掩膜；

蚀刻所述GaN薄层，并在所述GaN薄层中形成凹槽。

在所述GaN凹槽底部形成一层非晶薄膜；

去除所述GaN薄层之上的掩膜层，生长GaN外延层，所述GaN外延层在所述GaN凹槽中具有空洞。

2.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述衬底是Al2O3、Si、SiC、GaN、AlN、InN、ZnO或其他适合GaN外延生长的衬底材料。

3.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述GaN薄层的厚度为T，并且T满足100nm≤T≤10000nm。

4.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶、金属、二氧化硅、氮化硅或其他可以形成具有规则分布图案的材料。

5.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述GaN凹槽深度为h，所述GaN薄层的厚度为T，并且满足h≤T。

6.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述非晶薄膜为二氧化硅、氮化硅、金属或其他不利于GaN在其表面外延生长的材料，所述薄膜厚度为d，所述GaN凹槽深度为h，并且满足d≤h。

7.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述空洞是通过控制生长工艺参数，使GaN凹槽内侧面的侧向生长速率从GaN凹槽顶部到GaN凹槽底部逐渐变慢，进而导致GaN凹槽顶部的GaN外延层完全合拢后GaN凹槽顶部以下部分不能合拢所形成。

8.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述规则分布为正六边形分布、正四边形分布、其他周期性分布或准周期性分布。

9.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述规则分布的图案是圆形，所述圆形的半径为a，并且a为100nm～10000nm，相邻圆形的间距为b，并且满足b＞2a。

10.根据权利要求1所述的提高发光二极管发光效率的图形掩埋方法，其特征在于，所述规则分布的图案是正N边形，并且其中的N≥3，所述所述正N边形外接圆的半径r，并且r为100nm～10000nm，相邻所述正N变形的间距为b，并且满足b＞2a。

11.一种形成空洞的图形掩埋方法，其特征在于，采用如权利要求1-10所述的方法，形成具有规则分布空洞的GaN模板。

12.一种GaN基发光二极管，其特征在于，其形成于权利要求11所述的模板上。

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