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高效、大功率氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)是目前固态照明领域的研究焦点。对于GaN基LED来说,同质外延十分困难,所以通常采用异质外延生长GaN薄膜。虽然以蓝宝石(Al2O3)衬底材料作为异质外延生长GaN基LED工艺已经成熟并产业化,但其与GaN之间较大的晶格失配(～13.4%)和热膨胀的差异(～25.5%),导致外延GaN薄膜的缺陷密度很大,严重影响LED性能,不易于实现高效、大功率LED。硅(Si)衬底材料具有优异的导热和导电性,是高效、大功率LED理想的衬底材料,但Si和GaN之间晶格失配(～16.9%)和热失配(～54%)更大,导致薄膜开裂。所以在Si衬底上生长高质量的GaN外延薄膜难度更高。利用金属晶圆键合工艺,可以将Al2O3衬底上外延好的GaN外延层转移到导电导热性好的Si衬底上,突破高效、大功率GaN基LED制备工艺的瓶颈。本文首先概述了晶圆键合的分类及应用,阐述了键合的预处理工艺；随后详尽地介绍了Tbon-100型晶圆键合机的结构和功能,阐述了键合后样品的表征手段,如超声扫描、翘曲度、弯曲度和光致发光光谱(PL)；以金(Au)为键合层,利用Tbon-100型晶圆键合机研究了不同衬底(分别为A12O3、Si及钨铜(WCu)合金)、键合温度、键合压力等因素对于键合样品的有效键合面积、翘曲度和光致发光光谱的影响；重点研究了在降温过程中,键合温度和压力的变化率对样品性能的影响。实验结果表明,键合温度是影响有效键合面积和弯曲主要因素；在相同键合温度和压力条件下,WCu材料作为转移衬底键合后的翘曲度相对最小；当温度和键合压力的变化率任一变快或同时变快,都会使样品的弯曲增大；键合前后样品的PL谱线发生红移,证明了键合过程中引入了压应力。上述研究结果可为后期大功率芯片衬底转移工艺提供了实验基础。