LED 背反射镜
GaN 基 LED 外延生长在高透明度的蓝宝石衬底上，背面 DBR 将射向衬底的光反射回器件，减少光子损耗、提升取光效率。
分布式布拉格反射镜（DBR）
按四分之一波长条件交替沉积高低折射率材料，构建周期性多层膜，反射率可达 99% 以上，用于 LED、VCSEL 与光子器件的光学反射结构。
服务介绍
分布式布拉格反射镜（DBR）是一种基于布拉格衍射原理的高效光学反射结构，由两种折射率不同的材料按周期交替堆叠（ABABAB…）而成。每层厚度精确控制为目标波长在该材料中的四分之一（λ/4n），使设计波长处的反射光在每个界面相干增强，而其他波长相互抵消。
由于每个界面都满足相位条件，设计良好的多层膜可实现极高的反射率（通常高于 99%），并可通过调整折射率对比或层厚来移动中心波长与反射带宽。我们提供介质与半导体两类多层膜的沉积与集成，并与光刻、刻蚀等工序衔接。
- 四分之一波长设计：按 λ/4n 设定每层光学厚度，高折射率层更薄、低折射率层更厚；
- 高反射与可调带宽：通过材料折射率对比与周期数设计反射曲线，典型反射率高于 99%；
- 介质体系：SiO₂/TiO₂、SiO₂/Ta₂O₅、SiO₂/Ti₃O₅ 等，折射率对比大、所需周期数少；
- 半导体体系：可承载电流、适配垂直电流路径，但折射率对比小，需更多周期。
高低折射率材料按四分之一波长周期交替堆叠的 DBR 多层膜结构
应用场景
VCSEL 与激光器
高反射率多层膜作为谐振腔反射镜，用于垂直腔面发射激光器与光学谐振结构。
抗反射与滤光
通过调整层厚与周期数设计反射带，可用作特定波段的反射或滤光结构。
光子集成
硅光与光子芯片中的反射镜、谐振腔与波长选择结构，可由多层膜构筑。
光学传感
需要窄带高反射或多层光学调制的传感与探测结构中用作光学反射层。
半导体 DBR 器件
可导电的半导体 DBR 用于垂直电流路径结构，但需权衡折射率对比与电学势垒。
能力介绍
多层膜沉积
直流/射频磁控溅射、反应溅射、电子束与热蒸发、PECVD、LPCVD、ALD 与电镀，覆盖介质与半导体多层膜。
厚度与光学控制
在监控片上以光谱椭偏与反射光谱保持四分之一波长厚度，跨片与跨批次提供过程能力报告。
材料与衬底
SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、Ti₃O₅、Al₂O₃、HfO₂、Si₃N₄ 等薄膜；衬底涵盖硅、蓝宝石、玻璃、石英、GaAs、SiC 与 GaN-on-sapphire。
图形化与集成
光刻、剥离（lift-off）、介质回刻、CMP 平坦化与晶圆键合，将反射镜构建进完整器件流程。
量测与质量
SEM、AFM、光谱椭偏、光学轮廓、四探针与 XRD 支撑每一批次的结构与光学检测。
规模灵活
从碎片到 100–300mm 晶圆的单片工程批到小批量试产均可安排。
设计要素确认
- 中心波长：确定目标工作波长，作为每层四分之一波长厚度的基准；
- 目标反射率与带宽：据此选择材料折射率对比与周期数；
- 材料体系：介质对或半导体对，兼顾折射率对比与电学 / 工艺兼容；
- 衬底与集成工序：确认衬底类型及后续光刻、回刻、键合等衔接需求。
监控片上的光谱椭偏与反射光谱，保持四分之一波长厚度在目标范围
介质 DBR 与半导体 DBR 的取舍
半导体 DBR 可承载电流、适合垂直电流路径，但晶格匹配的半导体之间折射率差小，需要较多周期才能达到高反射；介质材料对（如 SiO₂/TiO₂、SiO₂/Ta₂O₅）折射率对比大，少数几对即可获得高反射，工艺也更成熟。GaN 基 LED 中常见的 DBR 为 SiO₂/Ti₃O₅ 体系，其中 SiO₂ 折射率约 1.46、Ti₃O₅ 约 2.35。
参数规格
| 参数 | 典型值 / 说明 |
|---|---|
| 层厚条件 | 四分之一波长 λ/4n |
| 典型反射率 | > 99% |
| 介质对折射率对比 Δn | 最高约 1.5 |
| 介质材料体系 | SiO₂/TiO₂、SiO₂/Ta₂O₅、SiO₂/Ti₃O₅ |
| 半导体材料体系 | 晶格匹配的高低折射率半导体对 |
| 折射率参考 | SiO₂ 约 1.46、Ti₃O₅ 约 2.35（GaN LED 体系） |
| 衬底 | 硅、蓝宝石、玻璃、石英、GaAs、SiC、GaN-on-sapphire |
| 晶圆尺寸 | 碎片至 100–300mm |
| 项目 | 能力 |
|---|---|
| 沉积方式 | 磁控溅射（DC / RF / 反应）、电子束与热蒸发、PECVD、LPCVD、ALD、电镀 |
| 厚度控制 | 光谱椭偏 / 反射光谱，四分之一波长在片内与批次间保持 |
| 集成工序 | 光刻、lift-off、介质回刻、CMP、晶圆键合 |
| 量测手段 | SEM、AFM、光谱椭偏、光学轮廓、四探针、XRD |
设备与工艺装备
按膜系与光学设计要求配置对应设备，仅列类别与用途，不涉及具体品牌：
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| 溅射设备 | 直流 / 射频磁控溅射台、反应溅射 | 介质与半导体多层膜沉积 |
| 蒸发设备 | 电子束蒸发 / 热蒸发 | 高纯光学膜层沉积 |
| CVD 设备 | PECVD / LPCVD | 介质膜沉积 |
| ALD 设备 | 原子层沉积设备 | 纳米级精确厚度膜层 |
| 厚度与光学量测 | 光谱椭偏仪 / 反射光谱仪 | 四分之一波长与反射曲线监控 |
| 结构与表面分析 | SEM / AFM / XRD / 光学轮廓仪 | 膜层结构、粗糙度与结晶分析 |
实际案例
GaN 基 LED 背反射镜
针对蓝宝石衬底透明、光易被封装材料吸收的问题，在背面沉积 SiO₂/Ti₃O₅ 周期性多层膜，并按目标波长设计四分之一波长厚度。
反射镜按设计曲线工作，器件取光效率得到改善。
多周期高反射多层膜
为光学谐振结构沉积多周期高低折射率交替膜，通过增加周期数提升反射率并控制反射带宽。
反射率随周期数提升并达到设计目标，跨批次厚度稳定。
多层膜与图形化集成
完成多层膜沉积后，衔接光刻与介质回刻，将反射结构图形化进完整器件流程。
图形化后膜层边界清晰，与后续工序衔接顺畅。
常见问题
DBR 的每层厚度是怎么确定的？
每层按目标波长在该材料中的四分之一（λ/4n）设定光学厚度，因此物理厚度与折射率成反比：高折射率层更薄，低折射率层更厚。
反射率能达到多高？
设计良好的多层膜典型反射率高于 99%。可通过增加周期数、增大材料折射率对比或优化层厚来进一步提升，同时会影响高反射带宽。
介质 DBR 和半导体 DBR 有何区别？
半导体 DBR 可承载电流，适合垂直电流路径，但晶格匹配半导体之间的折射率对比小、需要更多周期，异质结还可能形成阻挡载流子的势垒；介质 DBR 折射率对比大，少数几对即可实现高反射，工艺成熟，但不能导流。
常见的介质材料对有哪些？
SiO₂/TiO₂、SiO₂/Ta₂O₅、SiO₂/Ti₃O₅ 等；GaN 基 LED 常用 SiO₂/Ti₃O₅，其中 SiO₂ 折射率约 1.46、Ti₃O₅ 约 2.35。
能否与图形化等其他工序一起完成？
可以。多层膜沉积后可衔接光刻、lift-off、介质回刻、CMP 与晶圆键合，将反射镜集成进完整器件流程，而不是作为单独的镀膜工序交付。
支持哪些衬底和晶圆尺寸？
衬底涵盖硅、蓝宝石、玻璃、石英、GaAs、SiC 与 GaN-on-sapphire，尺寸从碎片到 100–300mm 晶圆，单片工程批到小批量试产均可安排。
层厚和光学曲线怎么控制？
在监控片上用光谱椭偏与反射光谱保持四分之一波长厚度，并在片内与批次间提供过程能力报告，据此调整中心波长与反射带宽。
可以做哪些沉积方式？
涵盖磁控溅射（DC / RF / 反应）、电子束与热蒸发、PECVD、LPCVD、ALD 与电镀，按介质或半导体多层膜的光学与工艺要求选择。
想提高反射率或调整带宽怎么办？
可通过增加周期数、增大材料折射率对比或优化层厚提升反射率，同时会影响高反射带宽；工程师会按目标波长与反射曲线给出设计建议。
镀膜后提供哪些检测？
可用 SEM、AFM、光谱椭偏、光学轮廓、四探针与 XRD 支持每一批次的结构与光学检测，随批提供膜层与反射数据。