[發(fā)明專利]一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810052575.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110021685A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏建鋒;敖輝;彭澤洋;莊文榮;孫明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市中晶半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/02;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片及其制備方法，包括在n型氮化鎵與量子阱之間生長(zhǎng)含C高缺陷密度層，含C高缺陷密度層生長(zhǎng)方法包括：完成n型氮化鎵生長(zhǎng)后，調(diào)整外延壘晶反應(yīng)室內(nèi)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(zhǎng)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。本發(fā)明的LED外延壘晶片提高了現(xiàn)有技術(shù)同等規(guī)格LED外延片制備的芯片的光效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED外延壘晶片及其制備方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及氮化鎵基高光效LED外延壘晶片及其制備方法。

背景技術(shù)

氮化鎵LED是半導(dǎo)體二極管中的一種發(fā)光二極管，發(fā)光二極管早在1962年就出現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光二極管一般都由含鎵、砷、磷等的化合物組成，能把電能轉(zhuǎn)化為光能，其與普通的二極管一樣是由PN結(jié)組成，單向?qū)щ姡o發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同材料的發(fā)光二極管由其材料的不同釋放的能量狀態(tài)也不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短，氮化鎵LED自1990年起被常用于發(fā)光二極管中，由其能隙寬，熱導(dǎo)率大、介電常數(shù)小、抗輻射能力強(qiáng)，化學(xué)性能穩(wěn)定等成為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，一般能用于制備抗輻射、高頻、大功率和高密度集成電子器件，而且可以用作藍(lán)、綠、紫外發(fā)光元件和光探測(cè)器件等，其應(yīng)用領(lǐng)域隨著氮化鎵LED的深入研究，在取代傳統(tǒng)照明領(lǐng)域的基礎(chǔ)上不斷地向其他領(lǐng)域擴(kuò)展。

隨著氮化鎵LED行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，氮化鎵也成為了全球半導(dǎo)體研究的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域，被譽(yù)為IT行業(yè)的又一“發(fā)動(dòng)機(jī)”，市場(chǎng)應(yīng)用端的大力推進(jìn)，另一方面其技術(shù)端也在突飛猛進(jìn)的研發(fā)，使得氮化鎵LED的質(zhì)量在不斷的提高、價(jià)格一直成走低趨勢(shì)。在這一嚴(yán)峻的形勢(shì)下，各企業(yè)為提高氮化鎵LED市場(chǎng)的占有率，在氮化鎵LED的研發(fā)領(lǐng)域各現(xiàn)神通，而其中提高光效是各企業(yè)研究的重中之重，光效即發(fā)光效率，就是光通量與點(diǎn)功率之比，單位一般為lm/W。發(fā)光效率代表了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。各企業(yè)紛紛投入了大量的人力物力在此項(xiàng)指標(biāo)上進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，以此來(lái)提高自己產(chǎn)品在市場(chǎng)上的賣點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片制備方法，使其制備的LED外延壘晶片具備低缺陷密度、高質(zhì)量的氮化鎵量子阱層。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種氮化鎵系LED外延壘晶片可以以同等規(guī)格的氮化鎵LED在現(xiàn)就技術(shù)的基礎(chǔ)上提高其光效，使其在運(yùn)用于發(fā)光體后能節(jié)約能源，并且與現(xiàn)有的氮化鎵LED相比較在同能功率下本發(fā)明的氮化鎵LED提高了光通量。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片，使其應(yīng)用于發(fā)光體中可以在不需要熒光粉激發(fā)的情況下，發(fā)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，如黃光、紅光等。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種氮化鎵基高光效LED外延壘晶片的制備方法，按一般制備氮化鎵LED外延壘晶片的方法制備本發(fā)明外延壘晶片的各部分，但在n型氮化鎵與量子阱之間生長(zhǎng)含C高缺陷密度層，含C高缺陷密度層生長(zhǎng)方法包括：完成n型氮化鎵生長(zhǎng)后，調(diào)整外延壘晶反應(yīng)室內(nèi)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(zhǎng)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。然后在含C高缺陷密度層之上在生長(zhǎng)量子阱。