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發(fā)光材料。它主要用于制作藍、紫、紫外發(fā)光二極管(LED)，激光器(LD)、紫外(UV)光電探測器等光電子器件。GaN和Si之間的晶片鍵合和激光剝離工藝可以很方便的實現(xiàn)不同材料的集成，為GaN基材料的外延生長、器件的工藝制作提供一個新的研究方向。 本文利用鍵合和激光剝離技術(shù)，實現(xiàn)了Ф2英

2、寸GaN LED器件外延薄膜的激光剝離，并且實現(xiàn)藍寶石襯底的重新利用。通過理論計算優(yōu)化激光剝離的參數(shù)，利用襯底加熱的方式實現(xiàn)降低閾值密度快速的激光剝離。目前國內(nèi)外還沒有這樣的報道。并獲得了以下的研究結(jié)果。 (1)實現(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程中GaN薄膜的熱分解引起的；另一方面是由于剝離開

3、的表面原米與藍寶石相連，藍寶石和GaN的晶格失配較大。 (2)在剝離掉的藍寶石(α-Al2O3)襯底上成功的外延生長InGaN/GaN MQW'sLED器件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了藍寶石襯底的重復利用，并與同一生長條件下有藍寶石襯底上的GaN LED對比。對比結(jié)果表明，剝離掉的藍寶石襯底上重新生長的GaN LED外延膜比較后者，PL峰值波長發(fā)生藍移，這是由于外延生長前對剝離掉的藍寶石進行正面拋光處理，襯底正面拋光使GaN LED外延膜應力發(fā)