기판의 전기 전도도와 열 전도도가 낮은 것은 사파이어 기판 위에 성장한 GaN 기반 LED의 문제점 중 하나였습니다. 레이저 박리 기술을 이용하여 사파이어 기판 위의 GaN 기반 LED를 다른 기판으로 전이하는 것은 이 문제를 해결하는 효과적인 방법 중 하나입니다. 본 논문에서는 초고속 피코초 레이저를 사용하여 패터닝된 사파이어 기판 위에 성장한 반극성면 GaN 기반 LED의 기판 박리를 수행하였고, 이를 성공적으로 Si 기판으로 전이하여 수직 구조의 LED 소자를 형성하였습니다. SEM 테스트 결과, 초고속 레이저 에너지 밀도가 약 1.3 J/cm²일 때 사파이어와 GaN 계면층이 효과적으로 분해되며 소자에 미치는 부정적 손상이 최소임을 확인하였습니다. 라만 분광 테스트 결과, 박리된 LED 내 GaN 층의 잔류 응력이 1.42 GPa에서 0.29 GPa로 효과적으로 해소됨을 나타냈습니다. 제조된 수직 구조 LED에 대해 I⁃V 성능 테스트를 실시한 결과, 5 V 전압에서 정전류가 0.164 mA에서 0.759 mA로 증가하였고, 광발광 및 전기발광 성능이 모두 향상되었습니다. 본 논문은 사파이어 기판 위 반극성면 GaN 기반 LED의 초고속 레이저 박리 실험 연구를 완료하였으며, 저손상 고효율 전이 기술 개발에 이론적 기반을 제공하여 반극성면 GaN 기반 LED의 발전 및 응용 가속화에 기여할 것으로 기대됩니다.

LED;초고속 레이저;패터닝 사파이어;반극성면;질화갈륨