高功率GaN基LED器件的研究现状与发展[4]

　　2.3 自支撑厚膜LED器件
 　　Micro-area 激光剥离技术可以解决激光剥离边缘效应所带来的界面损伤问题，并且大大简化了激光剥离制备垂直结构LED器件的工艺步骤。Micro-area激光剥离技术对于器件反向漏电的问题也有一定的作用。但是，激光剥离后器件反向漏电的增加主要是因为激光剥离瞬时的高温以及应力释放所引起的。从根本上解决这个问题应该是激光辐照区域远离LED器件有源区，降低有源区在激光剥离过程中的温度，减少其所承受的应力释放。因此，从这个角度分析，改变器件结构势在必行，增加器件厚度应该不失为一个较好的选择。

　　就此，我们提出并设计了33微米无衬底自支撑厚膜LED器件，如图5（a），（c）所示[21]。选择33微　米，首先是因为这样的厚度应该可以将激光辐照区域对有源区的影响降到最低，另外33微米也足够实现自支撑。为了说明厚膜自支撑LED器件的优势，我们对比制作了4微米薄膜垂直结构LED器件（80微米铜衬底），如图5（b）所示。

　　通过对比电学特性可以看到（图5.(d)所示），当器件处在反向电压时，对于相同外延片生长工艺的两个器件，33微米的free standing厚膜无支撑VSLEDs器件在-5V时的反向漏电流为8×10-9A，而Cu衬底上的薄膜VSLEDs器件在-5V时的反向漏电流高达2×10-6A。这说明free standing厚膜无支撑VSLEDs器件经过了激光剥离的过程后反向漏电增加的问题得到了很好的改善。加大GaN外延层厚度，是有源层远离激光吸收GaN分解的地点，实现了将激光剥离对LED器件量子阱的影响降到最小的目的。

　　而从两器件相对L-I特性的对比（图5.(e)所示），Cu衬底的薄膜VSLEDs器件从诸如很小的注入电流开始一直到500mA，其光功率一直比33微米的free　standing厚膜无支撑VSLEDs器件要低。33微米的free standing厚膜无支撑VSLEDs器件的最大光功率是Cu衬底薄膜VSLEDs器件的1.3倍。