Плохая проводимость и теплопроводность подложки всегда были проблемой при выращивании GaN-светодиодов на сапфировой подложке. Использование технологии лазерного отшелушивания для переноса GaN-светодиодов с сапфировой подложки на другие подложки является одним из эффективных решений данной проблемы. В данной статье использовался сверхбыстрый пикосекундный лазер для отшелушивания GaN-светодиодов на полуполярной поверхности, выращенных на структурированной сапфировой подложке, и их успешного переноса на кремниевую подложку с формированием вертикальной структуры светодиода. По результатам SEM-исследований было выявлено, что при плотности энергии сверхбыстрого лазера около 1,3 Дж/см² эффективно разрушается граничный слой сапфира и GaN с минимальным негативным повреждением устройства. Результаты рамановской спектроскопии показали, что остаточные напряжения в GaN-слое после отшелушивания эффективно снимаются, снижаясь с 1,42 ГПа до 0,29 ГПа. Проведены тесты на I⁃V характеристики вертикального светодиода, при напряжении 5 В прямой ток увеличился с 0,164 мА до 0,759 мА, наблюдается усиление фотолюминесценции и электролюминесценции. В статье завершено экспериментальное исследование сверхбыстрого лазерного отшелушивания полуполярных GaN-светодиодов на сапфировой подложке, что предоставляет теоретическую поддержку для разработки технологий низкодеструктивного и высокоэффективного переноса, и способствует развитию и применению полуполярных GaN-светодиодов.

LED;сверхбыстрый лазер;структурированный сапфир;полуполярная поверхность;нитрид галлия