白光LED已經對一般照明市場產生了影響，人們普遍期望它們在這個市場領域的滲透力度將會繼續地增加。它在市場中的占有率將由以下三個因素來決定：發光效率、每流明發光強度所需的成本，以及單個LED燈的光強流明數。

　　可同時改進這三個因素的一種方法是提高LED的發光效率，但如是通過增加LED元件的驅動電流來提高其發光效率的話，在提高了光源的輸出光強同時也可能會增加了每流明的成本，因為同時也會增加LED的發熱量。為了解決這個問題，系統的設計師必須仔細地控制好從元件接面到封裝、固定物以及周圍環境的熱量流。

　　運用金屬晶圓接合方法可以將一個磊晶結構晶圓接合到另一個基板上，這樣就可以提高LED中熱量的散發速率。在采用這一方法時，LED將會從兩方面獲益：一是它能通過低熱阻的金屬接合層將熱量快速地傳導出去，同時它能還能通過一個低熱阻的基板來耗散熱量。

　　這種方法不僅能增強氮化物基白光LED的電學性能，而且能增強它的藍光、紅光、橙光、黃光LED的性能，這些類型LED是都用 AlInGaP 族材料制成的。位於奧地利 St. Florian 的 EV Group公司就是采用了這種金屬接合制程來進行LEDs的生產，我們參與的工作包括了用於這種生產制程的首臺加工設備EVG 560HBL的研發。這款設備由於對壓力和溫度分布進行了最佳化處理，具有很高的產量，并給出了一個新的產量基準，即對於面積等效於2英寸晶圓來說，這種設備每小時可進行高達176次的接合制程處理。

　　一小段歷史…

　　晶圓－晶圓間的接合并不是新事物，早在20-30年前就已經發明這種技術來解決微機電系統（MEMS）元件實現晶圓級“蓋帽”問題。晶圓接合技術的先行者們采用的是陽極接合和玻璃粉接合制程來將二個晶圓彼此粘接。然而，這兩種老方法正在被具有較低形狀因素影響的金屬接合制程所取代。

　　金屬接合是唯一一種可以滿足對低熱阻的需求而應用於高亮度LEDs的接合方法。然而，這不是這種接合方法的唯一優勢，它還能提升元件的發光效率。這種方法首先是應用於 AlInGaP 基的LED中，其AlInGaP磊晶層是生長在GaAs基板上。假設這種LED元件的自發光發射是各向同性的，那麼所產生發光中的一半將會朝著基板方向傳播，而其中大部分的光將被吸收，從而降低了LED元件的總體發光效率。在LED發光區的下方插入一個分散式布拉格（Bragg）反射鏡能夠阻止射向基板這部分光的損失，但在實際上這僅僅對光某個優化發射方向才是有效的，所以最佳的方法是采用晶圓接合方法，在金屬疊層中形成一個反射層。

　　用金屬接合方法來制造氮化物基發光二極體（LED）還面臨著一些挑戰。藍寶石是制造藍光和白光LED應用得最為廣泛的載體材料，它具有非常令人滿意的高透明度特性，但它是一種不良熱導體。因此，采用橫向設計的大功率LED不易耗散其熱量，并且運行時的發熱現象會降低LED元件的性能。為了解決這個問題，一些LED制造商已經開發出垂直LED的設計方法，采用具有更高熱導率的載體材料來取代藍寶石。

　　在采用這種設計時，可省略在橫向LED中形成n型接觸所必需的蝕刻制程步驟，從而簡化整個制造技術。另外，垂直LED結構還會產生一個垂直方向的電流通路，它可以降低正向偏置電壓，并且可消除其他LED設計中常見的電流集中擁擠問題。此外垂直設計還有其他方面的優點：引入金屬接合層保證了所有發光都可從LED的頂端出射；并且對於不同晶片尺寸，垂直LED設計都可以采用相同的制程流程，所以也可使其制造過程得到簡化。

　　所有垂直LED的制程流程的開始點均是用金屬氧化物化學氣相沉積（MOCVD）方法在襯底上淀積一個磊晶層，隨後某些工程師會著手進行LED晶片的圖形化，而另一些工程師則可能著手用晶圓接合的方法來實現薄層間的粘接。決定采用何種順序來完成不同制程步驟主要由隨後制程的本質特性所決定，它們是用來消除在生長基板和個體設計間所存在的差異性。

　　AlInGaP LEDs的制造商傾向於在圖形化之前先進行全面積晶園接合，因為這種制程不會引入應變，并且基板層可用研磨和化學方法來去除掉。然而，在氮化物基LEDs的制造上會更為復雜些，在采用目前廣泛使用的鐳射剝離技術來將藍寶石層從磊晶薄層上進行分離時，在單個或多個晶片區域會產生應變。這種應變源於介面GaN層在高能紫外線輻射作用所觸發的分解效應所致，它會在功能層中產生裂紋，從而會影響其良品率，但這可以通過預先構造好的晶片結構來對這個應變區域進行限制，來解決這個問題。