[發明專利]一種LED晶圓及其制作方法

在審

• 申請號: 201811085449.7
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109103308A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 吳亦容;莊家銘;陳凱;趙兵
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓

本發明公開了一種LED晶圓，包括藍寶石襯底、設于藍寶石襯底表面的緩沖層、設于緩沖層上的非摻雜GaN層、設于非摻雜GaN層上的N型GaN層、設于N型GaN層上的有源層、設于有源層上的電子阻擋層、設于電子阻擋層上的P型GaN層、以及設于藍寶石襯底背面的導熱層，所述導熱層由AlN或SiC或Si或DLC或GaN或InN或石墨烯制成，所述導熱層的耐受溫度為2000℃。相應地，本發明還提供了一種LED晶圓的制作方法。本發明在藍寶石襯底的背面形成導熱層，使藍寶石襯底受熱均勻，提高外延的質量。

技術領域

本發明涉及發光二極管技術領域，尤其涉及一種LED晶圓及其制作方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種利用載流子復合時釋放能量形成發光的半導體器件，倒裝LED芯片具有耗電低、色度純、壽命長、體積小、響應時間快、節能環保等諸多優勢。

近年來，LED的發展關鍵在于襯底材料和晶圓生長技術，目前，應用最廣泛的襯底是藍寶石襯底，商業用最受歡迎的磊晶法是利用MOCVD方法成長GaN磊晶，其原理是采用Ⅲ族元素的甲基或乙基化合物，利用承載氣體攜帶包含上述化合物原料進入裝有晶圓的腔體中，晶圓下方的SiC石墨盤以某種方式加熱后以熱傳導方式使晶圓及接近晶圓的氣體溫度升高，上述反應物在腔體內部進行氣體化學反應及表面反應，以高溫氣體解離反應生成三族Ga及五族N原子，進而在藍寶石基板上生成固態GaN。但由于藍寶石主要成分是Al₂O₃，存在絕緣、導熱率差等缺點，所以在SiC石墨盤以某種方式加熱后以熱傳導方式使其及其附近的氣體溫度升高時，藍寶石受熱不均勻，影響In分布不均勻，導致生長的外延片片內均勻性較差，如波長、STD、亮度等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種LED晶圓，外延質量好，亮度均勻性高。

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種LED晶圓的制作方法，在藍寶石襯底的背面形成導熱層，使藍寶石襯底受熱均勻，提高外延的質量。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種LED晶圓，包括藍寶石襯底、設于藍寶石襯底表面的緩沖層、設于緩沖層上的非摻雜GaN層、設于非摻雜GaN層上的N型GaN層、設于N型GaN層上的有源層、設于有源層上的電子阻擋層、設于電子阻擋層上的P型GaN層、以及設于藍寶石襯底背面的導熱層，所述導熱層由AlN或SiC或Si或DLC或GaN或InN或石墨烯制成，所述導熱層的耐受溫度為2000℃。

作為上述方案的改進，所述N型GaN層中Si的摻雜濃度為4E+18atoms/cm³-2E+19atoms/cm³。

作為上述方案的改進，所述有源層包括In_xGa_(1-x)N勢阱層和GaN勢壘層，其中，In_xGa_(1-x)N勢阱層中In摻雜濃度為1E+20atoms/cm³-4E+20atoms/cm³，In_xGa_(1-x)N勢阱層的厚度為2-3nm，GaN勢壘層的厚度為8-12nm。

作為上述方案的改進，In_xGa_(1-x)N勢阱層中x＝0.06-0.2。

作為上述方案的改進，所述電子阻擋層為P型Al_yGa_(1-y)N電子阻擋層，其中，y＝0.1-0.5，電子阻擋層中Al摻雜濃度為1E+20atoms/cm³-4E+20atoms/cm³，Mg摻雜濃度為4E+18atoms/cm³-1E+19atoms/cm³。