電化學(xué)濕法選擇性刻蝕來(lái)剝離GaN外延.pdf

1、GaN基LED具有亮度高，能耗小，體積薄，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。目前，散熱問(wèn)題和出光效率低限制大功率LED的發(fā)展。電化學(xué)濕法刻蝕來(lái)選擇性剝離GaN外延獲得的自由無(wú)支撐LED薄膜能有效解決這些困擾。因此，本文圍繞選擇性剝離GaN外延做了如下四方面工作:
　　1.金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長(zhǎng)具有Si摻雜的InGaN/GaN量子阱超晶格犧牲層的全結(jié)構(gòu)的LED。利用光輔助電化學(xué)濕法對(duì)樣品刻蝕，結(jié)果表明:KOH溶液能夠側(cè)向刻蝕GaN外延膜

2、，但是刻蝕液會(huì)損傷InGaN/GaN量子阱層。
　　2.MOCVD系統(tǒng)生長(zhǎng)以n-GaN層為刻蝕犧牲層和InGaN/GaN量子阱層等新型結(jié)構(gòu)外延薄膜。 AFM測(cè)試顯示:表面的不平整度0.855％，GaN的均方差0.310nm，沒有明顯的臺(tái)階出現(xiàn)。GaN樣品的(002)面的2Theta的XRD掃描曲線的峰值中心沒有偏移，半高寬(FWHM)是18.747 arcsec。樣品的(002)面和(102)面的XRD搖擺曲線的FWHM分別是28

3、3.43arcsec和342.32 arcsec，算出GaN外延的螺位錯(cuò)和刃位錯(cuò)的密度分別是7.4×104cm-1和2.8×105cm-1。
　　3.用草酸電化學(xué)側(cè)向選擇性刻蝕以n-GaN層為犧牲層的GaN外延。SEM的測(cè)試結(jié)果顯示濕法電化學(xué)選擇性刻蝕時(shí)，只會(huì)對(duì)n-GaN犧牲層進(jìn)行刻蝕，而不會(huì)對(duì)u-GaN層、InGaN/GaN量子阱層和p-GaN層產(chǎn)生影響。GaN外延薄膜在剝離前后InGaN/GaN量子阱的PL發(fā)光峰峰位分別是46

4、6.603 nm和469.791nm。PL譜的紅移是由于張應(yīng)力得到了釋放。量子阱的發(fā)光強(qiáng)度和FWHM都沒有明顯的改變，量子阱的發(fā)光特性并未受到電化學(xué)剝離的影響。
　　4.測(cè)試樣品的拉曼光譜，研究以n-GaN層為犧牲層外延薄膜在被剝離前后的應(yīng)力變化。外延樣品剝離前后的拉曼光譜峰值對(duì)應(yīng)的波數(shù)分別是566.664cm-1和569.832cm-1。得知GaN外延所受的壓力分別為3.42 GPa和-4.689 GPa。由于受晶格失配和熱失配