半導體材料
半導體材料做 DBR 時，其內部可以流通電流。但半導體材料的折射率差普遍較小，因此需要較多的層數才能達到較高的反射率。
若採用兩個能隙不同的半導體製作 DBR，兩者之間會產生導帶與價帶的偏移，形成阻止載流子流通的電性障壁，在 P-GaN 中尤其嚴重。摻雜雖可降低電阻，但同時也會增加光吸收。
技術 · 光學薄膜
DBR — 分散式布拉格反射鏡
分散式布拉格反射鏡在 LED 與 VCSEL 元件中的工作原理：四分之一波長疊層、反射率與帶寬設計、半導體與介電材料體系，以及 GaN 基 LED 的背面反射器。
λ/4n（四分之一波長） 單層厚度
> 99% 典型反射率
Δn 可達 1.5 介電材料折射率差
SiO₂ / Ti₃O₅ GaN LED 疊層
概述
分散式布拉格反射鏡（DBR）是一種基於布拉格衍射原理設計的高效光學反射結構，由兩種不同折射率的材料週期性（如 ABABAB…）交替堆疊而成，如圖 1 所示。每層材料的厚度被精確控制——通常為目標波長在該材料中的四分之一，即 λ/4n——使設計波長的光在每個界面發生相長干涉，而其他波長因相位差被抵消。
由於每個界面都滿足相位條件，設計良好的疊層可達到極高的反射率——通常超過 99%——並可透過調整折射率差或層厚來改變中心波長與反射帶寬。
四分之一波長條件
每層的厚度 dᵢ 依下列布拉格反射關係式選定，使其光學厚度等於參考波長 λ 的四分之一。式中 nᵢ 為該層的折射率，因此物理厚度與折射率成反比：同一疊層中高折射率層比低折射率層更薄。
反射率、帶寬與中心波長
DBR 的反射率取決於兩種材料的折射率差與週期數：層數越多、重複週期越多，反射率越高，如圖 2 所示。
反射特性由下列關係式決定：nH、tH 為高折射率材料及其層厚，nL、tL 為低折射率材料及其層厚，λ0 為中心波長，Δλ0 為高反射帶寬，N 為週期數，R 為整體反射率，na、nb 為疊層兩側的折射率。選定材料並設定厚度、週期數等參數，即可針對光學系統需求設計出所需反射特性曲線的 DBR 多層膜結構。
DBR 膜層材料選擇
用於製作 DBR 的材料有兩類：半導體材料和絕緣（介電）材料。
絕緣體材料
絕緣體材料之間通常具有較大的折射率差，用較少的對數即可實現較高的反射率。SiO₂/TiO₂、SiO₂/Ta₂O₅ 等組合因折射率差大（Δn 可達 0.9–1.5）、製程成熟，成為主流選擇。
GaN 基 LED 的 DBR 反射層通常由 SiO₂（折射率 1.46）與 Ti₃O₅（折射率 2.35）組成。SiO₂ 因折射率很低而成為非常重要的薄膜材料：不易分解與吸收、散射性好、在 160–8000nm 透明，因此經常與 Ti₃O₅ 搭配使用。Ti₃O₅ 在多層膜中應用廣泛，其折射率高、在可見光區透明且非常堅硬。
半導體材料 折射率差小——需要較多週期
絕緣體材料 折射率差大——較少的對數即可
GaN 基 LED DBR 反射層的作用
因為 GaN 外延層生長在藍寶石襯底上，而藍寶石襯底具有良好的透光性，外延層電致發光後，靠近藍寶石襯底一側的光會被封裝材料直接吸收掉。
增加分散式布拉格反射鏡後（如圖 4 所示），這部分光可以被反射出來，減少光子逃逸損耗，從而提高 LED 的發光效率。
GINECHIP 的 DBR 與光學鍍膜能力
GINECHIP 自有製程完成光學多層膜疊層，並與前後段的光刻、蝕刻、平坦化與鍵合製程整合，讓分散式布拉格反射鏡能在單一製程流程內完成設計、沉積與驗證，而不必在多個供應商之間拆分。
多層膜疊層沉積
以 PVD 濺鍍（DC、RF、磁控、反應式）、電子束與熱蒸鍍、PECVD、LPCVD、ALD 及電鍍製作介電與半導體多層膜疊層。
膜厚與光學控制
以監控晶圓進行光譜橢圓偏振與反射量測，讓四分之一波長厚度在晶圓內與批次間維持在目標值，並定期提供製程能力報告。
材料與基板
在矽、藍寶石、玻璃、石英、GaAs、SiC 與 GaN-on-sapphire 晶圓上沉積 SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、Ti₃O₅、Al₂O₃、HfO₂ 與 Si₃N₄ 薄膜。
圖案化與整合
以光刻、剝離、介電回蝕、CMP 平坦化與晶圓鍵合，將反射鏡納入完整的元件流程，而非孤立的鍍膜步驟。
量測與品質
每批均以 SEM、AFM、光譜橢圓偏振、光學輪廓儀、四點探針與 XRD 支援，並具備 ISO 9001:2015 認證、SEMI 標準合規與 ITAR 註冊。
產量與彈性
從單晶圓工程驗證到試產，支援碎片與 100mm 至 300mm 晶圓，並以單一合格證書涵蓋整個製程流程。