[發明專利]ZnO導電協變襯底垂直結構型GaN紫外LED

有效

• 申請號: 201710093149.2
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106601881B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 葉建東;張彥芳;沈洋;卞岳;任芳芳;朱順明;湯琨;顧書林
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.ZnO導電協變襯底垂直結構型GaN紫外LED，其特征在于，以納米圖形化（PSS）藍寶石作為外延基底，使用MOCVD方法生長ZnO低溫緩沖層和ZnO高溫外延層，以ZnO外延層作為高品質導電襯底，后續生長GaN紫外LED外延，LED芯片經剝離和轉移后，形成ZnO導電協變襯底垂直結構型GaN紫外LED；ZnO低溫緩沖層和ZnO高溫外延層均為單晶結構，低溫緩沖層厚度為200-400 nm，高溫外延層厚度為2-4μm；ZnO和GaN具有相似的晶體結構和晶格常數，以ZnO單晶層作為GaN基LED的襯底材料，實現良好的晶格匹配，并減小GaN緩沖層厚度；利用ZnO外延過程中Al的擴散，形成高電導層，從而作為和n型GaN接觸的電子傳導層，導電性可控；

ZnO的介電常數介于GaN和空氣之間；利用垂直于ZnO的位錯，采用濕法腐蝕形成表面織構的粗糙表面，提高LED的出光效率。

2.根據權利要求1所述的ZnO導電協變襯底垂直結構型GaN紫外LED，其特征在于，該結構中LED芯片通過化學腐蝕的方法實現無應變剝離和自支撐轉移，這種倒裝結構的LED能轉移至金屬和柔性襯底上，從而實現基于柔性襯底的照明工程。

3.根據權利要求1所述的ZnO導電協變襯底垂直結構型GaN紫外LED的制備方法，其特征是具體步驟為：

（1）以PSS藍寶石為基底，使用MOCVD工藝生長ZnO低溫緩沖層和ZnO高溫外延層，形成ZnO導電協變襯底，在此襯底上生長GaN紫外LED外延；

（2）使用化學腐蝕方法實現自藍寶石基底上對ZnO協變襯底GaN紫外LED芯片的剝離；

（3）剝離后倒裝結構的LED芯片能轉移至金屬和柔性襯底上，形成垂直結構型GaN紫外LED。