| | 品牌：欧司朗 | | 型号：3w垂直大功率白光 | | 输入电压：3.0 | |
| | led颗数：1 | | 色温：3000-15000 K | | 光通量：300 lm | |
| | 类型：垂直大功率 | | 显色指数：70 | | 寿命：80000 h | |
| | 重量：0.35 g | | 可否调光：可以 | | 发光角度：120 ° | |
| | 封装工艺：仿流明 | | | | | |
我们制作的为垂直结构GaN基LED器件。垂直结构LED通过激光剥离工艺将GaN外延层转移至Si、Cu等高热导率的衬底，从而克服传统的蓝宝石衬底GaN基LED在效率、散热、可靠性等方面存在技术瓶颈。与传统的平面结构LED相比，垂直结构LED具有许多优点： (1) 平面结构LED的p、n电极在同一侧，电流须横向流过n-GaN层，导致电流拥挤，发热量高（图5.14(a)）；而垂直结构LED两个电极分别在LED的两侧，电流几乎全部垂直流过外延层，没有横向流动的电流，电流分布均匀，产生的热量减少（图5.14(b)）。 (2) 传统的正装结构采用蓝宝石衬底，由于蓝宝石衬底不导电，所以需要刻蚀台面，牺牲了有源区的面积。另外，由于蓝宝石衬底的导热性差（35Ｗ/(m•K)），还限制了LED芯片的散热；垂直结构LED采用键合与剥离的方法将蓝宝石衬底去除，换成导电性好并且具有高热导率的衬底，不仅不需要刻蚀台面，可充分的利用有源区，而且可有效地散热。 (3) 正装结构GaN基LED，p-GaN层为出光面，由于该层较薄，不利于制作表面微结构。但是对于垂直结构LED，n-GaN层为出光面，该层具有一定的厚度，便于制作表面微结构，以提高光提取效率。 总之，与传统平面结构相比，垂直结构在出光、散热等方面具有明显的优势。
(a)正装结构造成电流拥挤 (b)垂直结构电流分布均匀 图5.14正装结构LED与垂直结构LED的对比 我们制作GaN基垂直结构LED的工艺主要分成以下几个步骤：表面处理、台面刻蚀、钝化层的淀积、p电极制作、转移衬底的制备、晶片键合、激光剥离、表面粗化、划片裂片以及封装等，具体制作流程如图5.15所示。
图5.15 垂直结构GaN基LED制作流程 上述制作步骤中，晶片键合（wafer bonding）、激光剥离（laser lift-off）是我们制备垂直结构GaN基LED的关键工艺，也是垂直结构与目前LED 芯片主流制程（正装、倒装）的重要差异。键合技术与激光剥离技术相结合，能够通过将GaN基LED 芯片从蓝宝石衬底转移到其它高电导率、高热导率衬底，本论文中转移至Cu上，以期解决蓝宝石衬底给GaN 基LED 带来的不利影响。 图5.16给出了晶片键合和激光剥离的流程图： (1)和(2)表示首先利用晶片键合的方法将GaN外延片与转移衬底Cu键合在一起，Au作为键合金属层，通过热压实现GaN材料与Cu衬底结合，键合温度300-500℃。 (3)与(4)表示利用GaN材料高温分解特性及GaN与蓝宝石间的带隙差，采用光子能量大于GaN带隙而小于蓝宝石带隙的紫外脉冲激光，透过蓝宝石衬底辐照GaN材料，在其界面处产生强烈吸收，使局部温度升高，GaN气化分解，实现蓝宝石衬底剥离。选择合适的能量密度，使高温区集中于界面附近是实现高效、低损伤激光剥离的重要因素；另外，激光束的准直以及激光光斑的均匀性是实现成功剥离的保证。
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