[發(fā)明專利]LED晶元及其制備方法和LED燈

有效

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• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107808916B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 鄒國營;高利輝;于曉航
• 申請（專利權）人: 浙江帥康電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/00;H01L21/02
• 代理公司: 11137 北京金之橋知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 林建軍;李紅

本發(fā)明提供了一種LED晶元及其制備方法和LED燈。本發(fā)明提供的制備方法包括如下步驟：(1)在藍寶石襯底上生長AlN復合基底；(2)在AlN復合基底上生長一層Al_0.5Ga_0.5N量子結(jié)構(gòu)有源層；(3)在Al_0.5Ga_0.5N量子結(jié)構(gòu)有源層上外延一層很薄的AlN緩沖層作為空穴阻擋層；(4)在AlN緩沖層上生長多層量子阱結(jié)構(gòu)；(5)在量子阱結(jié)構(gòu)上生長P型電子阻擋層；(6)在P型電子阻擋層上生長Mg?Siδ共摻超晶格；(7)在Mg?Siδ共摻超晶格上生長一層P⁺?GaN歐姆電極蓋層。其有益效果是：本發(fā)明提供的含高Al組分的AlGaN外延基片的LED晶元的制備方法，通過在藍寶石襯底上進行AIN復合基底的生長，以有效釋放生長過程中的應力，獲得高質(zhì)量的AlGaN外延基片。

技術領域

本發(fā)明涉及一種LED晶元及其制備方法和LED燈。

背景技術

傳統(tǒng)LED晶元制備工藝中，雖然可以通過調(diào)節(jié)發(fā)光層AlGaN材料中的Al 的組分來實現(xiàn)深紫外線LED晶元材料的制備，但是，隨著AlGaN材料中的Al 組分的逐漸增大，AlGaN材料的外延生長到器件制作的難度也隨之增大，具體表現(xiàn)為：隨著Al組分的增加，外延生長過程中難以有效地控制二維生長，容易導致薄膜缺陷密度高，表面不平整，極性混雜等諸多問題。

事實上，高Al組分的AlGaN外延基片的制備是生產(chǎn)深紫外線LED的關鍵環(huán)節(jié)，制備良好的AlGaN材料直接影響LED器件的發(fā)光性能。為此，本發(fā)明致力于研究出一種高質(zhì)量的高Al組分的AlGaN的外延基片，以滿足穩(wěn)定 265-275nm的窄帶紫外線輻射LED在晶元的生長和雜質(zhì)的摻雜都有很高的要求的條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種薄膜缺陷密度低、表面平整的一種深紫外LED晶元及其制備方法。

本發(fā)明的一種LED晶元制備方法，其技術方案為：

一種LED晶元制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在藍寶石襯底上生長AlN復合基底；

(2)在AlN復合基底上生長一層Al_0.5Ga_0.5N量子結(jié)構(gòu)有源層；

(3)在Al_0.5Ga_0.5N量子結(jié)構(gòu)有源層上外延一層很薄的AlN緩沖層作為空穴阻擋層；

(4)在AlN緩沖層上生長多層量子阱結(jié)構(gòu)；

(5)在量子阱結(jié)構(gòu)上生長P型電子阻擋層；

(6)在P型電子阻擋層上生長Mg-Siδ共摻超晶格；

(7)在Mg-Siδ共摻超晶格上生長一層P⁺-GaN歐姆電極蓋層。

本發(fā)明提供的一種LED晶元制備方法，還包括如下附屬技術方案：

其中，通過金屬有機物氣相沉積技術在C面藍寶石襯底上生長高Al組分的AlGaN外延基片。

其中，在生長高Al組分的AlGaN外延基片的過程中，以三甲基鎵和三甲基鋁作為Ⅲ族源，以氨氣作為Ⅴ族源，高純氫氣作為載氣。

其中，在步驟(2)中，以二茂鎂和高純硅烷分別作為量子結(jié)構(gòu)有源層的p 型和n型摻雜源。

其中，在步驟(4)中，生長5個周期的量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)由 2nm的Al_0.4Ga_0.6N阱層和10nm的Al_0.5Ga_0.5N壘層構(gòu)成。