[發明專利]一種利用濺射GaN襯底的外延生長的半導體發光二極管及制備方法

有效

• 申請號: 201811022396.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109256443B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 孫國峰
• 申請（專利權）人: 淮安澳洋順昌光電技術有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

1.一種利用濺射GaN襯底的外延生長的半導體發光二極管，其特征在于，所述的利用濺射GaN襯底的外延生長的半導體發光二極管包括藍寶石襯底、AlN薄膜鍍層、GaN鍍層、n-GaN生長層、應力釋放層、量子阱發光層、電子阻擋層、p-GaN生長層和接觸層；

所述的AlN薄膜鍍層的厚度為20～50nm；

所述的GaN鍍層的厚度為300～500nm；

所述的n-GaN生長層的厚度為1600～1800nm；

所述的應力釋放層的厚度為60～90nm；

所述的量子阱發光層的厚度為90～200nm；

所述的電子阻擋層的厚度為15～35nm；

所述的p-GaN生長層的厚度為20～40nm；

所述的接觸層的厚度為15～35nm。

2.根據權利要求1所述的利用濺射GaN襯底的外延生長的半導體發光二極管，其特征在于，

所述的AlN薄膜鍍層的厚度為30～35nm；

所述的GaN鍍層的厚度為400～450nm；

所述的n-GaN生長層的厚度為1700-1750nm；

所述的應力釋放層的厚度為65～75nm；

所述的量子阱發光層的厚度為150～180nm；

所述的電子阻擋層的厚度為25～35nm；

所述的p-GaN生長層的厚度為30～35nm；

所述的接觸層的厚度為25～30nm。

3.一種利用濺射GaN襯底的外延生長的半導體發光二極管的制備方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：在磁控濺射腔內，以N₂作為保護氣體，對藍寶石襯底進行熱處理；熱處理功率為65～90w，熱處理時間40～100s；

步驟2：在熱處理后的藍寶石襯底上鍍一層AlN薄膜鍍層；

步驟3：將步驟2所得AlN薄膜鍍層的襯底放入GaN濺射倉內，鍍一層GaN鍍層；

步驟4：將步驟3得到的GaN鍍層的襯底放入MOCVD中；

步驟5：在步驟4前提下，把MOCVD溫度升至1040-1060℃，以H₂為載氣，SiH₄作為摻雜劑，生長n-GaN生長層；其中，SiH₄的摻雜量為10¹⁹數量級；

步驟6：在步驟5前提下，以N₂為載氣，TEGa為生長Ga源，TMIn源為摻雜劑，在800～850℃溫度條件下生長應力釋放層；在700～750℃溫度條件下生長量子阱發光層；

步驟7：在步驟6前提下，調整MOCVD溫度，以Cp₂Mg、TMIn源為摻雜劑生長電子阻擋層、P-GaN生長層、接觸層；生長溫度條件首先升至830～850℃，生長電子阻擋層；然后，升溫至950～1000℃，生長p-GaN生長層；最后，降至700～720℃，生長接觸層。