[發明專利]生長在W襯底上的LED外延片及制備方法

在審

• 申請號: 201410317733.8
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104157743A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李國強;王文樑;劉作蓮;楊為家;林云昊;周仕忠;錢慧榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/64
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

1.生長在W襯底上的LED外延片，其特征在于，包括生長在W襯底上的AlN緩沖層，生長在AlN緩沖層上的非摻雜GaN層，生長在非摻雜GaN層上的n型摻雜GaN薄膜，生長在n型摻雜GaN薄膜上的InGaN/GaN量子阱，生長在InGaN/GaN量子阱上的p型摻雜GaN薄膜；?

所述AlN緩沖層為在400～500℃生長的AlN緩沖層；所述非摻雜GaN層為在500～700℃生長的非摻雜GaN層；所述n型摻雜GaN薄膜為在700～800℃生長的n型摻雜GaN薄膜；所述InGaN/GaN量子阱為在700～800℃生長的InGaN/GaN量子阱；所述p型摻雜GaN薄膜為在700～800℃生長的p型摻雜GaN薄膜。?

2.根據權利要求1所述的生長在W襯底上的LED外延片，其特征在于，所述W襯底以(110)面為外延面。?

3.根據權利要求1所述的生長在W襯底上的LED外延片，其特征在于，所述AlN緩沖層的厚度為80～100?nm；所述非摻雜GaN層的厚度為2～4μm；所述n型摻雜GaN薄膜的厚度為3～5μm；所述InGaN/GaN量子阱為7～10個周期的InGaN阱層/GaN壘層，其中InGaN阱層的厚度為2～3?nm；GaN壘層的厚度為10～13?nm；所述p型摻雜GaN薄膜的厚度為300～400?nm。?

4.權利要求1所述的生長在W襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：?

(1)襯底以及其晶向的選取：采用W襯底的(110)面為外延面，晶體外延取向關系：AlN[11-20]//W[001]；?

(2)AlN緩沖層的外延生長：溫度為400～500℃、反應室壓力為1～3×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ比為50～60、生長速度為0.4～0.6?ML/s；用KrF準分子激光燒蝕AlN靶材；在W襯底上生長AlN緩沖層；?

(3)非摻雜GaN層的外延生長：采用PLD技術外延生長，在溫度為500～700℃、反應室壓力4～5×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值40～60、生長速度0.6～0.8?ML/s條件下，在步驟(2)得到的AlN緩沖層上生長非摻雜GaN層；?

(4)n型摻雜GaN薄膜的外延生長：采用PLD技術外延生長，溫度為700～800℃、在反應室壓力4～5×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值60～80、生長速度0.8～1.0?ML/s條件下，在步驟(3)得到的非摻雜GaN層上生長n型摻雜GaN薄膜；?

(5)InGaN/GaN量子阱的的外延生長：采用MBE生長多量子阱，在溫度?為700～800℃、反應室壓力3～5.0×10^-5?Torr、Ⅴ/Ⅲ值30～40、生長速度0.4～0.6ML/s條件下，在步驟(4)得到的n型摻雜GaN薄膜上生長InGaN/GaN多量子阱；?

(6)p型摻雜GaN薄膜：采用PLD技術外延生長，在溫度為700～800℃，反應室壓力3～4×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值40～50、生長速度0.6～0.8?ML/s條件下，在步驟(5)得到的InGaN/GaN多量子阱上生長p型摻雜GaN薄膜。?

5.根據權利要求4所述的生長在W襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，所述AlN緩沖層的厚度為80～100?nm；所述非摻雜GaN層的厚度為2～4μm；所述n型摻雜GaN薄膜的厚度為3～5μm；所述InGaN/GaN量子阱為7～10個周期的InGaN阱層/GaN壘層，其中InGaN阱層的厚度為2～3?nm；GaN壘層的厚度為10～13?nm；所述p型摻雜GaN薄膜的厚度為300～400?nm。?

6.根據權利要求4所述的生長在W襯底上的LED外延片的制備方法，其特征在于，所述KrF準分子激光PLD的能量為1.3?J/cm²，重復頻率為30Hz，波長為248nm。?