GaN LED器件外延膜的激光剝離的研究.pdf

1、GaN及其化合物是直接帶隙半導(dǎo)體材料，它的禁帶寬度從1.9eV～6.2eV連續(xù)可調(diào)，發(fā)光范圍覆蓋了從紅色到紫外的光譜，GaN材料是一種理想的短波長(zhǎng)發(fā)光材料。它主要用于制作藍(lán)、紫、紫外發(fā)光二極管(LED)，激光器(LD)、紫外(UV)光電探測(cè)器等光電子器件。GaN和Si之間的晶片鍵合和激光剝離工藝可以很方便的實(shí)現(xiàn)不同材料的集成，為GaN基材料的外延生長(zhǎng)、器件的工藝制作提供一個(gè)新的研究方向。 本文利用鍵合和激光剝離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Ф2英

2、寸GaN LED器件外延薄膜的激光剝離，并且實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石襯底的重新利用。通過(guò)理論計(jì)算優(yōu)化激光剝離的參數(shù)，利用襯底加熱的方式實(shí)現(xiàn)降低閾值密度快速的激光剝離。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有這樣的報(bào)道。并獲得了以下的研究結(jié)果。 (1)實(shí)現(xiàn)2英寸GaN LED外延膜的大面積完整剝離，剝離后的表面非常完整，沒(méi)有裂紋。剝離后的樣品保留了InGaN/GaN有源層結(jié)構(gòu)。剝離后表面粗糙度增大，一方面是由于在剝離過(guò)程中GaN薄膜的熱分解引起的；另一方面是由于剝離開(kāi)

3、的表面原米與藍(lán)寶石相連，藍(lán)寶石和GaN的晶格失配較大。 (2)在剝離掉的藍(lán)寶石(α-Al2O3)襯底上成功的外延生長(zhǎng)InGaN/GaN MQW'sLED器件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了藍(lán)寶石襯底的重復(fù)利用，并與同一生長(zhǎng)條件下有藍(lán)寶石襯底上的GaN LED對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明，剝離掉的藍(lán)寶石襯底上重新生長(zhǎng)的GaN LED外延膜比較后者，PL峰值波長(zhǎng)發(fā)生藍(lán)移，這是由于外延生長(zhǎng)前對(duì)剝離掉的藍(lán)寶石進(jìn)行正面拋光處理，襯底正面拋光使GaN LED外延膜應(yīng)力發(fā)