圖形化藍寶石襯底（PatternedSapphire Substrate, PSS），也就是在藍寶石襯底上生長乾法刻蝕用掩膜，用標準的光刻工藝將掩膜刻出圖形，利用ICP刻蝕技術刻蝕藍寶石，並去掉掩膜，再在其上生長GaN材料，使GaN材料的縱向外延變為橫向外延。一方面可以有效減少GaN外延材料的位錯密度，從而減小有源區的非輻射複合，減小反向漏電流，提高LED的壽命;另一方面有源區發出的光，經GaN和藍寶石襯底界面多次散射，改變了全反射光的出射角，增加了倒裝LED的光從藍寶石襯底出射的幾率，從而提高了光的提取效率。綜合這兩方面的原因，使PSS上生長的LED的出射光亮度比傳統的LED大大提高，同時反向漏電流減小，LED的壽命也得到了延長。
隨著LED領域工藝技術的發展，以及整個LED行業的迅速壯大，對GaN基LED器件PSS襯底的研究也逐漸增多。如今各廠家紛紛採用PSS技術，以提高LED器件的光提取效率。PSS的圖形種類也較多，目前使用比較普遍的一種形貌類似圓錐形的圖形，圖形周期約為3μm，高度約為1.5μm。本文主要針對這種圖形做了一些刻蝕工藝研究，並根據刻蝕研究結果進行趨勢性分析，同時也得到了一些其他圖形的刻蝕結果。
ELEDE™330刻蝕機上的工藝結果