在半导体照明发展过程中,激光剥离设备主要用于氮化物发光二极管(light emitting diode; LED),这种发光二极管采用不导电的蓝宝石衬底,需要通过去除蓝宝石,露出导电的半导体材料,实现半导体垂直结构器件的制备工艺。
激光剥离设备通常用于蓝宝石上生长的氮化镓(GaN)材料的剥离,可以通过选择激光波长,使得蓝宝石不吸收该波长的光,而GaN材料本身或者内部缺陷却很容易吸收该波长的光,从而吸收足够热量,升高温度,使得GaN分解成为金属镓和氮气,实现剥离的目的。
由于激光光束比较集中,所以激光剥离设备一般采用扫描的方式实现整片GaN/蓝宝石外延材料的激光剥离。激光剥离设备有一套高精度的机械扫描系统。激光光源的波长选择很重要,适用于GaN的多为激光波长低于其带隙365纳米的短波长激光。这些激光系统包括准直、聚焦等比较复杂的构造,以及自动化软件控制系统。
激光剥离从理论上讲可以保留完整衬底材料,用于二次回收利用,具有经济和环保等多方面的潜在应用价值。
激光剥离设备主要应用于制备垂直结构的氮化物LED、薄膜结构的倒装芯片LED等器件,也可以用于氮化铝(AlN)从蓝宝石上的剥离,用于光电子或者微电子器件的工艺制备。除了这种激光剥离之外,还可以有自剥离、腐蚀吸收层剥离、机械研磨剥离等多种剥离方式。