La faible conductivité électrique et thermique du substrat a toujours été un problème pour la croissance des LED à base de GaN sur substrat en saphir. L'utilisation de la technique de décollage au laser pour transférer les LED GaN depuis un substrat en saphir vers d'autres substrats est l'une des méthodes efficaces pour résoudre ce problème. Cet article utilise un laser picoseconde ultra-rapide pour procéder au décollage des LED GaN sur plans semi-polaire, cultivées sur un substrat en saphir structuré, et les transfert avec succès sur un substrat en silicium afin de former un dispositif LED à structure verticale. Les tests SEM ont révélé que lorsque la densité d'énergie du laser ultra-rapide est d'environ 1,3 J/cm², la couche d'interface entre le saphir et le GaN peut être efficacement décomposée avec un minimum de dommages négatifs pour le dispositif. Les résultats de la spectroscopie Raman montrent que la contrainte résiduelle dans la couche GaN après décollage est efficacement relâchée, passant de 1,42 GPa à 0,29 GPa. Les tests de performance I⁃V sur les LED à structure verticale préparées montrent que le courant direct à 5 V passe de 0,164 mA à 0,759 mA, avec une amélioration des performances d'émission photoluminescente et électroluminescente. Cet article réalise une étude expérimentale sur le décollage ultra-rapide au laser des LED GaN sur plan semi-polaire sur substrat saphir, fournissant un support théorique pour le développement de technologies de transfert à faible dommage et haute efficacité, et pourrait accélérer le développement et l'application des LED GaN semi-polaire.

LED;laser ultra-rapide;saphir structuré;semi-polaire;nitrure de gallium