電化學濕法選擇性刻蝕來剝離GaN外延.pdf

1、GaN基LED具有亮度高，能耗小，體積薄，壽命長等特點。目前，散熱問題和出光效率低限制大功率LED的發(fā)展。電化學濕法刻蝕來選擇性剝離GaN外延獲得的自由無支撐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.金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)生長具有Si摻雜的InGaN/GaN量子阱超晶格犧牲層的全結(jié)構(gòu)的LED。利用光輔助電化學濕法對樣品刻蝕，結(jié)果表明:KOH溶液能夠側(cè)向刻蝕GaN外延膜

2、，但是刻蝕液會損傷InGaN/GaN量子阱層。
　　2.MOCVD系統(tǒng)生長以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外延的螺位錯和刃位錯的密度分別是7.4×104cm-1和2.8×105cm-1。
　　3.用草酸電化學側(cè)向選擇性刻蝕以n-GaN層為犧牲層的GaN外延。SEM的測試結(jié)果顯示濕法電化學選擇性刻蝕時，只會對n-GaN犧牲層進行刻蝕，而不會對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剝離的影響。
　　4.測試樣品的拉曼光譜，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