Si襯底GaN基電鍍金屬基板LED性能研究.pdf

1、GaN基LED已在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,形成了巨大的市場(chǎng),世界各國(guó)爭(zhēng)相推出固態(tài)照明計(jì)劃,研發(fā)功率型芯片勢(shì)在必行。相比其他襯底,硅材料具有低成本、大尺寸、高晶體質(zhì)量、易加工、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好等優(yōu)點(diǎn),再者比較容易實(shí)現(xiàn)GaN外延膜的轉(zhuǎn)移而獲得性能更優(yōu)良的垂直結(jié)構(gòu)器件。電鍍技術(shù)成熟,成本低廉,工藝簡(jiǎn)單,可控性高,無(wú)需高溫,和硅襯底GaN技術(shù)結(jié)合,可望在功率型LED應(yīng)用方面獲得較高的性價(jià)比。本論文首次通過(guò)電鍍和化學(xué)腐蝕的方法,將硅襯底上外延生長(zhǎng)的

2、GaN薄膜轉(zhuǎn)移至金屬基板上,經(jīng)過(guò)芯片制造工藝獲得了垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光器件。研究了工作電流和環(huán)境溫度對(duì)該器件性能的影響；對(duì)比研究了電鍍的Cu基板器件和CuCr基板器件以及通過(guò)壓焊和化學(xué)腐蝕將GaN外延膜轉(zhuǎn)移至Si基板的器件三者的老化性能;研究了三者在CaN外延膜轉(zhuǎn)移前后應(yīng)力的變化；測(cè)試了三者在不同工作電流下的結(jié)溫;得到了如下一些研究結(jié)果:
　　 電鍍金屬基板芯片有較好的變溫變電流性能,歸結(jié)于樣品良好的晶體質(zhì)量,金屬基板良好的熱導(dǎo)率以及合

3、理的外延結(jié)構(gòu);
　　 通過(guò)壓焊、電鍍和化學(xué)腐蝕將GaN外延膜轉(zhuǎn)移至Si基板以及CuCr基板后Gain所受應(yīng)力還為張應(yīng)力,但與外延片比張應(yīng)力減小,且轉(zhuǎn)移后CuCr基板樣品的張應(yīng)力比Si基板張應(yīng)力小,轉(zhuǎn)移至Cu基板后,GaN所受張應(yīng)力轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力；同等老化條件下,與Si基板樣品和CuCr基板樣品相比,Cu基板樣品具有更好的老化性能,因?yàn)闅w結(jié)于Cu基板樣品GaN外延膜應(yīng)力釋放得更徹底和Cu基板良好的熱導(dǎo)率；
　　 同等工作電流下