[發明專利]一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片及其制備方法

在審

• 申請號: 201810052575.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN110021685A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 顏建鋒;敖輝;彭澤洋;莊文榮;孫明
• 申請（專利權）人: 東莞市中晶半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，包括在n型氮化鎵與量子阱之間生長含C高缺陷密度層，含C高缺陷密度層生長方法包括：完成n型氮化鎵生長后，調整外延壘晶反應室內溫度在600℃——990℃之間，以含甲基或乙基的氣體源為部分壘晶源參與生長含C高缺陷密度層，引入C摻雜，控制含C高缺陷密度層中C含量濃度10¹⁶——10²⁰cm^-3，控制含C高缺陷密度層厚度在100nm——1000nm之間。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述含C高缺陷密度層生長的外延壘晶反應室為MOCVD外延壘晶反應室，在完成n型氮化鎵生長后進行調整相應壘晶源及生長溫度，直接進入含C高缺陷密度層生長。

3.根據權利要求2所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述在MOCVD內外延壘晶時生長含C高缺陷密度層過程中，其中以含甲基或乙基的氣體源為部分壘晶源參與生長含C高缺陷密度層，含甲基或乙基的氣體源為三甲基鎵TMGa或三乙基鎵TEGa。

4.根據權利要求3所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述在MOCVD內外延壘晶時成長含C高缺陷密度層過程中，通入MOCVD內的含鎵的鎵源為有機鎵源三甲基鎵TMGa。

5.根據權利要求1所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述在MOCVD內外延壘晶時成長含C高缺陷密度層過程中，不斷通入氯氣、或氯化物、或氯氣與氯化物的混合氣體作為生長含C高缺陷密度層的催化氣體。

6.根據權利要求5所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述含C高缺陷密度層生長過程中MOCVD內引入的催化氣體中氯化物為氯化氫氣體。

7.根據權利要求1所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述高缺陷密度層外延生長溫度選自：850℃-990℃之間。

8.根據權利要求1-7任一項所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，完成含C高缺陷密度層生長后，在含C高缺陷密度層上生長氮化鎵量子阱，調整生長速率在0.2A/sec——1.2A/sec之間，阱與磊生長溫差w控制在100℃>w>0℃，量子阱數量≥7對，在氮化鎵量子阱中引入C摻雜，C堆積濃度范圍為10¹⁶——10²⁰cm^-3。

9.根據權利要求8所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，其特征在于，其中所述的在氮化鎵量子阱中引入C摻雜，為在第三對量子阱之后的量子阱中引入C摻雜，在第三對量子阱之后的量子阱中C堆積濃度范圍為10¹⁶——10²⁰cm^-3。

10.根據權利要求1-9任一項所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法制備的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片，其特征在于，外延層依次包括：緩沖層：在n型氮化鎵與外延壘晶襯底之間生長氮化鎵緩沖層；

n型氮化鎵：生長于氮化鎵高缺陷密度層之上，量子阱之下；

含C高缺陷密度層：在量子阱與n型氮化鎵之間；

量子阱：為發光層，在高缺陷密度層與p型氮化鎵之間；

p型氮化鎵: 生長于氮化鎵量子阱之上。

11.用權利要求10所述的氮化鎵基高光效LED外延壘晶片制備的LED芯片，其特征在于包括：襯底、緩沖層、n型氮化鎵、含C高缺陷密度層、量子阱、p型氮化鎵、及在n型氮化鎵與p型氮化鎵上的n電極和P電極。