近年来,半导体照明得到了突飞猛进的发展,GaN基材料尤其是InGaN/GaN LED在材料生长及LED的制备等方面已日趋成熟。现如今,LED显示,背光和照明市场都已启动,但距离LED灯全面进入家庭照明还有很长的一段路要走,还需要进一步提高其光电性能和降低价格。Si以其低成本,大尺寸,高质量,导电,导热等优点,在半导体照明行业中异军突起。近年来,本实验室已经研制出了高性能Si衬底GaN基LED并实现产业化,打破了原来的LED市场格局。但Si衬底也存在一些缺点,即GaN材料之间存在着巨大的晶格失配和热失配。这使得Si上生长的GaN材料中存在着较大的应力,进而影响器件的光电性能。因此Si衬底GaN基LED外延材料生长和器件的制备还有一些问题亟待研究。本论文利用两种不同的转移工艺而获得两组垂直结构的GaN基LED芯片,即一次转移和三次转移工艺。一次转移工艺就是将原生衬底上的GaN薄膜上粘接金属层然后衬底转移,三次转移工艺是将原生衬底上的GaN外延薄膜粘接在一种柔性材料上然后去除Si衬底,再将其另一面粘接在另一种柔性材料上,最后在去除第二次引人的柔性材料并用共晶将GaN转移至另一Si基板上。本文对这两组芯片进行研究,分析应力分布状态对LED光电性能的影响。主要获得以下研究成果:1用750mA的正向电流对两组芯片进行24小时,168小时加速老化,老化后发现三次转移的芯片相比于一次转移的芯片光衰更大。通过分析,发现光衰的主要来源于光提取效率的下降。2通过XRD对两组芯片进行扫描,分析发现三次转移芯片的平整度不够好。通过台阶仪测试,发现了三次转移芯片的弯曲度相比于一次转移芯片的确实大很多。利用拉曼谱测芯片的应力分布,发现三次转移芯片应力分布均匀,而一次转移芯片应力分布均匀。利用电子扫描显微镜扫描芯片的截面,发现三次转移芯片在共晶界面出现缝隙。3本论文研究发现,三次转移工艺由于引人了柔性转移步骤,GaN薄膜的张应力能得到彻底释放,但应力释放的过程中薄膜会发生严一定的弯曲形变,导致共晶粘接时,界面不平粘接强度降低,从而引起老化时界面反射率衰退,出现光衰。