[發明專利]一種生長在Si襯底上的LED外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201210534913.2
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103035794A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 廣州市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/02;H01L33/00;C30B25/02;C30B25/18
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 湯喜友

1.一種生長在Si襯底上的LED外延片，其特征在于：包括Si襯底層、生長在Si襯底層上的Al₂O₃保護層，在Al₂O₃保護層上依次生長出u-GaN緩沖層、n-GaN層、InGaN/GaN量子阱層及p-GaN層。

2.如權利要求1所述的生長在Si襯底上的LED外延片，其特征在于：所述Al₂O₃保護層的厚度為3－5nm。

3.如權利要求1所述的生長在Si襯底上的LED外延片，其特征在于：所述u-GaN緩沖層包括低溫u-GaN緩沖層和高溫u-GaN緩沖層，低溫u-GaN緩沖層是在Si襯底溫度為600－700℃的條件下生長的，高溫u-GaN緩沖層是在Si襯底溫度為750－850℃的條件下生長的。

4.一種生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于：采用Si襯底，選擇Si(111)晶面生長Al₂O₃保護層，接著依次生長出u-GaN緩沖層、n-GaN層、InGaN/GaN量子阱層及p-GaN層。

5.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，采用分子束外延生長法Al₂O₃保護層，具體是：在Si(111)晶面上鍍上一層厚度為3－5nm的Al層，在Si襯底溫度為800－900℃時通入氧等離子體至形成Al₂O₃保護層，保溫。

6.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，采用脈沖激光沉積生長法u-GaN緩沖層，具體是：采用脈沖激光沉積生長法先在Si襯底溫度為600－700℃、反應室壓力為3－4×10^－10mTorr、Ⅴ/Ⅲ比為30－40、生長速度為0.8－1.1?ML/s的條件下生長低溫u-GaN緩沖層；接著采用脈沖激光沉積生長法在Si襯底溫度為750－850℃、反應室壓力為3－4×10^－10mTorr、Ⅴ/Ⅲ比為30－40、生長速度為0.8－1.1?ML/s的條件下生長高溫u-GaN緩沖層。

7.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，采用分子束外延生長法在Si襯底溫度為450－550℃、反應室壓力為3－4×10^－10mTorr、Ⅴ/Ⅲ比為30－60、生長速度為0.4－0.8ML/s的條件下生長n-GaN層。

8.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，采用分子束外延生長法在襯底溫度為500－750℃，反應室壓力為3－4×10^－10mTorr、Ⅴ/Ⅲ比為30－60、生長速度為0.4－0.8ML/s的條件下生長InGaN/GaN量子阱層。

9.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，采用分子束外延生長法在襯底溫度450－550℃，反應室壓力為3－4×10^－10mTorr、Ⅴ/Ⅲ比為30－60、生長速度為0.4－0.8ML/s的條件下生長p-GaN層。

10.如權利要求4所述的生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于：在Al₂O₃保護層生長之前，先對Si襯底依次進行表面拋光、清洗、退火的前處理步驟。