[發明專利]生長在玻璃襯底上的LED外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201611226923.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106784224B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 李國強;高芳亮;王文樑
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/12;H01L33/00
• 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

本發明公開了生長在玻璃襯底上的LED外延片，包括生長在玻璃襯底上的鋁金屬層，生長在鋁金屬層上的銀金屬層，生長在銀金屬層上的AlN緩沖層，生長在AlN緩沖層上的GaN緩沖層，生長在GaN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多量子阱，生長在InGaN/GaN多量子阱上的p型摻雜GaN薄膜。本發明還公開了上述生長在玻璃襯底上的LED外延片的制備方法。本發明的生長在玻璃襯底上的LED外延片具有缺陷密度低、結晶質量好，發光性能優良的優點。

技術領域

本發明涉及LED外延片及制備方法，特別涉及生長在玻璃襯底上的LED外延片及制備方法。

背景技術

發光二極管(LED)作為一種新型固體照明光源和綠色光源，具有體積小、耗電量低、環保、使用壽命長、高亮度、低熱量以及多彩等突出特點，在室外照明、商業照明以及裝飾工程等領域都具有廣泛的應用。當前，在全球氣候變暖問題日趨嚴峻的背景下，節約能源、減少溫室氣體排放成為全球共同面對的重要問題。以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟，將成為經濟發展的重要方向。在照明領域，LED發光產品的應用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產品，必然是未來發展的趨勢。但是現階段LED的應用成本較高，發光效率較低，這些因素都會大大限制LED向高效節能環保的方向發展。

III族氮化物GaN在電學、光學以及聲學上具有極其優異的性質，近幾年受到廣泛關注。GaN是直接帶隙材料，且聲波傳輸速度快，化學和熱穩定性好，熱導率高，熱膨脹系數低，擊穿介電強度高，是制造高效的LED器件的理想材料。目前，GaN基LED的發光效率現在已經達到28％并且還在進一步的增長，該數值遠遠高于目前通常使用的白熾燈(約為2％)或熒光燈(約為10％)等照明方式的發光效率。

LED要真正實現大規模廣泛應用，需要進一步提高LED芯片的發光效率，同時降低LED芯片的價格。雖然LED的發光效率已經超過日光燈和白熾燈，但是商業化LED發光效率還是低于鈉燈(150lm/W)，單位流明/瓦的價格偏高。目前大多數GaN基LED都是基于藍寶石和SiC襯底上進行外延生長，大尺寸的藍寶石和SiC襯底價格昂貴，導致LED制造成本高。因此迫切尋找一種價格低廉的襯底材料應用于外延生長GaN基LED外延片。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種生長在玻璃襯底上的LED外延片，具有缺陷密度低、結晶質量好，發光性能優良的優點。

本發明的另一目的在于提供上述生長在玻璃襯底上的LED外延片的制備方法，具有生長工藝簡單，制備成本低廉的優點。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

生長在玻璃襯底上的LED外延片，包括生長在玻璃襯底上的鋁金屬層，生長在鋁金屬層上的銀金屬層，生長在銀金屬層上的AlN緩沖層，生長在AlN緩沖層上的GaN緩沖層，生長在GaN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多量子阱，生長在InGaN/GaN多量子阱上的p型摻雜GaN薄膜。

所述鋁金屬層的厚度為150～200μm。

所述銀金屬層的厚度為100～300nm。

所述AlN緩沖層的厚度為5～50nm。

所述GaN緩沖層的厚度為50～80nm。

所述非摻雜GaN層的厚度為200～300nm。

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2～3nm；GaN壘層的厚度為10～13nm。