激光剥离GaN表面纳米级平整度的控制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91023048
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    张保平
  • 依托单位：
    厦门大学
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

利用激光辐照实现蓝宝石与GaN外延片界面处纳米级GaN的分解，以此来实现蓝宝石与GaN外延片的分离，获得具有纳米级粗糙度GaN表面以及可以重复利用的蓝宝石衬底。通过研究激光功率密度、光斑形状、扫描轨迹、键合状态以及GaN外延片结构等参数对剥离样品的影响，并结合理论模拟结果，寻找获得晶体完整、表面平整、均匀性好的激光剥离工艺条件，实现激光剥离GaN表面纳米级平整度的控制。结合晶片键合技术，将LED转移至高电导率、热导率的衬底上，可以实现GaN基转移衬底LED的制作，从而解决GaN基大功率LED效率、散热及成本的瓶颈，为加快半导体照明产业化进程做出贡献。另外，利用激光剥离技术，还可以研制GaN基垂直腔面发射激光器（VCSEL）及共振腔发光二极管(RCLED)等新型、高性能器件，为GaN基发光器件开辟新的应用领域。

结项摘要

本项目针对研制III族氮化物光电子器件的关键工艺--激光剥离技术进行研究。该技术是利用激光辐照使蓝宝石与GaN外延片界面处的GaN分解，进而实现蓝宝石与GaN外延薄膜的分离。通过研究激光剥离工艺参数对剥离后GaN表面的影响，实现激光剥离GaN表面纳米级粗糙度的控制。该技术可用于研制GaN基发光二极管（LED）、共振腔发光管（RCLED）以及面发射激光器（VCSEL）等新型III族氮化物半导体光电子器件。这些器件在照明、通信、存储、显示等领域具有广阔的应用前景。通过本项目的研究，主要取得了以下几个方面的进展：. （1）利用有限元分析法研究了激光剥离过程中GaN和蓝宝石中的热传输机理, 得出了激光剥离过程中GaN材料内瞬态温度场分布函数，为激光剥离工艺参数的选取提供了重要理论依据。. （2）研究了激光剥离工艺参数对激光剥离后GaN表面的影响，分析了激光剥离GaN表面不平整及出现损伤的原因，实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的完整剥离，剥离后GaN表面平整、无裂缝，表面平整度小于10nm。. （3）研究了湿法腐蚀、化学机械抛光、ICP刻蚀技术对激光剥离GaN表面的影响，实现了激光剥离GaN表面纳米级平整度的控制。. （4）获得了亚纳米平整度的激光剥离GaN表面，在此基础上制作了高品质的氮化物微谐振腔，实现了GaN 基VCSEL低阈值光泵激射。. （5）研制出了多种具有优良散热特性的GaN基LED器件，为将来开发新型的实用化LED器件提供了新的方案。. （6）研制出了具有高Q值的电注入氮化物共振腔器件，为研制GaN基VCSEL和RCLED等新型微结构光电子器件提供了新的途径。.

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Low-temperature bonding technique for fabrication of high-power GaN-based blue vertical light-emitting diodes
高功率氮化镓基蓝色垂直发光二极管的低温键合技术
  • DOI：
    10.1016/j.optmat.2012.02.018
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Optical Materials
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    B. P. Zhang;X. L. Hu;J. Y. Zhang;G. E. Weng;X. Q. Lv;H. J. Huang;M. Chen;X. M. Cai;L. Y. Ying
  • 通讯作者：
    L. Y. Ying
Investigation of InGaN p-i-n Homojunction and Heterojunction Solar Cells
InGaN p-i-n 同质结和异质结太阳能电池的研究
  • DOI：
    10.1109/lpt.2012.2227702
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    IEEE Photonics Technology Letters
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    X .M. Cai;Y. Wang;B. H. Chen;M. M. Liang;W. J. Liu;J. Y. Zhang;X. Q. Lv;L. Y. Ying;B. P. Zhang
  • 通讯作者：
    B. P. Zhang
Fabrication of Vertical-Structured GaN-Based Light-Emitting Diodes Using Auto-Split Laser Lift-Off Technique
采用自动分裂激光剥离技术制造垂直结构 GaN 基发光二极管
  • DOI：
    10.1149/2.011202ssl
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Ecs Solid State Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    B. P. Zhang;L. J. Liu;L. E. Cai;J. Y. Zhang;L. Sun;M. M. Liang;X. L. Hu;X. M. Cai;F. Jiang
  • 通讯作者：
    F. Jiang
Performance enhancement of GaN-based light emitting diodes by transfer from sapphire to silicon substrate using double-transfer technique.
使用双转移技术从蓝宝石转移到硅衬底提高 GaN 基发光二极管的性能
  • DOI：
    10.1186/1556-276x-7-244
  • 发表时间：
    2012-05-06
  • 期刊：
    Nanoscale research letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang JY;Liu WJ;Chen M;Hu XL;Lv XQ;Ying LY;Zhang BP
  • 通讯作者：
    Zhang BP
Fabrication and Characterization of High-Quality Factor GaN-Based Resonant-Cavity Blue Light-Emitting Diodes
高品质因数 GaN 基谐振腔蓝色发光二极管的制造和表征
  • DOI：
    10.1109/lpt.2012.2206110
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Hu, Xiao-Long;Liu, Wen-Jie;Zhang, Bao-Ping
  • 通讯作者：
    Zhang, Bao-Ping

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
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  • 通讯作者：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    况海斌

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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