CINNO Research產業資訊，LED領域，一直都缺乏一種令人滿意的絕緣襯底剝離方法，而這又是開發垂直LED結構的重要一步，剝離效果不好會直接影響AlGaN LED的性能。所幸該問題現在將可以克服，所有的成果要歸功于一個由日本工程師團隊開發的新技術。據其介紹，他們設計了一種新的工藝：通過將器件樣品整個浸入到一種溫度115°C、壓強170 KPa的水環境中，然后將AlGaN LED器件從襯底上分離出來。

這種方法由日本明治大學、三重大學和大阪大學合作開發，能夠讓AlGaN LED像使用激光剝離技術剝離出高功率GaN器件一樣輕松剝離。這里要注意的一點是，直接將激光剝離技術應用于AlGaN LED的玻璃尚有很多問題，其工藝中形成的鋁液滴會抑制器件的整體玻璃。傳統玻璃方案還有另一種選擇：電化學蝕刻，不過該方案通常需要施加電流，這會限制所剝離區域的大小。

該團隊希望，他們的方案——在1.2μm高、400 nm寬、周期為1μm的柱狀三角晶格上生長AlGaN異質結構，未來可用于高功率UV LED和LD激光器的制造。這些器件在市場上擁有各種應用，比如殺菌、生物技術、醫藥加工等。

作為該合作項目的發言人、日本明治大學的巖屋元明（Motoaki Iwaya）告訴Compound Semiconductor，該方法源于一名學生在加工前加熱和清潔器件晶片時的思考。當時，該學生已經發現晶片的一部分發生了剝落，為了進一步了解發生了什么，他們在各種顯微鏡下作了更細的研究。

“市場和學術界，水與AlN以及AlGaN單晶反應的報道很少，但我知道水會與粉末和多晶AlN反應，所以當時我就推測AlN可能和AlGaN的氮表面發生了反應，”Iwaya評論道，“接著，我就開始想，這一現象是否可用于AlGaN LED器件從基底剝離。”

基于這一想法，巖屋和他的同事們便開始考慮如何將水滲透到幾百納米大小的晶體間隙中。最初，我們的各種各樣的嘗試都受到水的表面張力的阻礙。為了解決這一問題，研究小組最終提出了一種新的方法，該方法的靈感來源于巖谷多年前在電視上觀看的一段視頻。該視頻講述了如何將液體引入醬瓶——研究人員仿照這樣的過程，將樣品浸入裝滿水的燒杯中，然后將其放入一個密閉的聚碳酸酯容器中，該容器被排空，真空保持5小時。

上圖顯示了AlGaN基異質結構的橫截面透射電子顯微鏡圖像，表明AlN納米柱區域已經發生了剝離。

實際上，整個方案成功的關鍵主要還是在于加壓水的使用。巖屋表示：“一開始，我們不確定這是否能在實驗中奏效，所以我們只是使用了家用電壓力鍋進行實驗” 。后來他補充說，他們現在正在考慮更換加壓設備，以加快整個加壓過程。

從透射電子顯微鏡上看，他們制造的1cm2樣品，幾乎沒有額外的位錯。Iwaya基于此認為，對他們方法再作一些優化，將能夠用于AlGaN基器件的批量生產。

目前，整個方案中最耗時的部分還是向柱狀三角晶體內注水。“如果水的粘度可以通過增加空隙大小來降低，或者通過將其與粘度較低的液體（如酒精）混合來降低，那么我們應該有機會進一步縮短注水時間，”Iwaya表示。

該團隊未來的研究計劃包括：具體闡明剝離機制；增加剝離的直徑，最好能用于2英寸晶片；以及開發垂直UV LED和UV激光二極管。

最后，巖屋補充道：“我們還正在研究，基于此方案實現高光提取效率薄膜LED的生產，這種方案已經應用于藍色LED的生產了。”

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