FabricationandPackagingofaVertical-StructuredUVLEDDevicebyLaserLift-OffofSapphire

《Fabrication and Packaging of a Vertical-Structured UV LED Device by Laser Lift-Off of Sapphire》是一篇关于紫外发光二极管（UV LED）制造与封装技术的学术论文。该研究聚焦于如何通过激光剥离技术（Laser Lift-Off, LLO）来实现垂直结构的UV LED器件的制备，旨在提高其性能和可靠性，同时为下一代高效、高亮度的紫外光源提供技术支持。

紫外发光二极管因其在消毒、医疗、光刻等领域的广泛应用而备受关注。然而，传统的水平结构UV LED在散热、电流扩展以及光输出效率方面存在一定的局限性。因此，研究人员开始探索垂直结构的UV LED设计，以期解决这些问题。垂直结构的设计能够有效改善电流分布，减少电阻损耗，并提升光提取效率。

在本研究中，作者采用了一种基于激光剥离技术的方法，用于将蓝宝石衬底从UV LED外延层上分离。蓝宝石衬底通常被用作GaN基LED的生长基板，但在传统工艺中，它会成为热阻的主要来源之一。通过激光剥离技术，可以将活性层与蓝宝石衬底分离，从而实现更高效的热管理。

激光剥离过程利用了高能激光束对特定材料的吸收特性。当激光照射到蓝宝石衬底与GaN外延层之间的界面时，由于蓝宝石对特定波长的激光具有较高的吸收率，而GaN则相对透明，因此激光能量主要集中在蓝宝石层上，导致其局部加热并产生微裂纹，最终实现外延层的剥离。这一过程不仅保留了外延层的完整性，还避免了传统湿法蚀刻可能带来的损伤。

在完成激光剥离后，研究人员对UV LED进行了进一步的加工和封装。垂直结构的UV LED需要重新设计电极布局，以适应新的结构特点。例如，阳极和阴极电极的位置需要调整，以便在剥离后的外延层上形成有效的电流路径。此外，为了提高器件的热稳定性，封装过程中采用了高导热材料，并优化了封装结构，以确保器件在高温环境下仍能稳定工作。

实验结果表明，采用激光剥离技术制备的垂直结构UV LED在光电性能方面表现出显著的优势。与传统水平结构相比，其正向电压更低，光输出功率更高，且热阻显著降低。这些改进使得该器件在实际应用中更具竞争力，尤其是在高功率、高频操作的场景下。

此外，该研究还探讨了不同激光参数对剥离效果的影响，包括激光波长、脉冲宽度、能量密度等。通过对这些参数的优化，研究人员成功实现了高质量的激光剥离，为后续的大规模生产提供了可行的技术路径。

综上所述，《Fabrication and Packaging of a Vertical-Structured UV LED Device by Laser Lift-Off of Sapphire》这篇论文为紫外发光二极管的制造工艺提供了一种创新性的解决方案。通过激光剥离技术，不仅解决了传统结构中的热管理和电流扩展问题，还为未来高性能、高可靠性的UV LED器件发展奠定了基础。这项研究对于推动紫外光电子器件的应用和发展具有重要意义。