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氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)是目前固态照明领域的研究焦点。产业界通常采用异质外延生长GaN薄膜,普遍采用蓝宝石(Al2O3)作为衬底外延生长GaN薄膜,但晶格失配(13.4%)严重制约GaN薄膜的质量,影响LED的性能。另外热膨胀系数的差异(25.5%)对大功率LED也有不利的影响。硅(Si)衬底的导热和导电性要优于蓝宝石材料,在氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)领域具有良好的应用前景,但Si衬底材料同样具有晶格失配与热膨胀差异的问题。利用晶圆键合技术可以在不影响GaN薄膜质量的前提下实现A1203基GaN薄膜向Si衬底的转移。晶圆键合技术作为晶圆级封装的关键技术,是目前芯片封装领域的研究焦点。晶圆级封装技术可以实现在整片晶圆级别上完成封装与测试,并且能够减小封装后的芯片尺寸,同时大幅降低封装与测试成本,因此成为未来芯片封装的发展方向。在GaN基LED领域,晶圆键合技术同样有关键的应用,利用晶圆键合工艺,可以将蓝宝石衬底的GaN外延层转移至硅衬底上,从而在不改变GaN薄膜质量的同时获得更优秀的导热与导电性,实现高效及大功率GaN基LED芯片制备。本论文选择Au-Si共晶作为晶圆键合手段,完成了Si-Si, Si-GaN晶圆键合,主要工作内容如下：1.在Si衬底上制备Si/Au、Si/Ni/Au、Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同结构金属层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响,并提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制。2.利用Au-Si共晶技术完成了Si-Si、Si-GaN晶圆键合,通过调整键合工艺,添加共晶扩散步骤,实现了较薄金属过渡层条件下的高强度键合。上述研究完成了芯片衬底转移工艺的理论及实验准备,可以为后期的倒装型LED、垂直型LED芯片制备提供实验基础。