[發明專利]LED芯片、垂直結構的LED外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201811527124.X
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109509816B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 何苗;叢海云;黃仕華;熊德平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種LED芯片、垂直結構的LED外延片及其制備方法，其中，制備方法包括：在清洗后的金屬襯底表面生長GaN成核層，并在GaN成核層表面生長P型GaN層；在P型GaN層表面生長GaN阻擋層，并在GaN阻擋層表面生長多量子阱層；在多量子阱層上生長N型GaN層，以得到垂直結構的LED外延片。本申請公開的上述技術方案，直接在金屬襯底上依次生長GaN成核層、P型GaN層、GaN阻擋層、多量子阱層、及N型GaN層，以得到垂直結構的LED外延片，這樣就不需要對LED外延片的襯底進行剝離和鍵合，因此，則可以提高LED外延片的制備效率，并且可以提高最終所制備出的LED外延片的良品率和內量子效率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體地說，涉及一種LED芯片、垂直結構的LED外延片及其制備方法。

背景技術

LED(Light Emiting Diode，發光二極管)芯片分為正裝結構、倒裝結構和垂直結構，其中，垂直結構的LED芯片因具有熱阻性高、散熱性好、及可以避免出現電流擁擠現象等特性而受到廣泛關注。

目前，在做垂直結構時，需要將制備LED外延片時所用的原襯底(常為藍寶石襯底)剝離掉，然后，再在LED外延片上鍵合上金屬襯底。其中，常用的剝離方式為化學腐蝕或者激光剝離，而鍵合則需要在高壓、或者高溫高壓的條件下進行。但是，由于剝離所花費的時間比較長，因此，則會降低LED外延片的制備效率；鍵合所需的高壓環境可能會使LED外延片發生碎裂，因此，則會降低所制備出的LED外延片的良品率，而高溫高壓的環境則會使LED外延片有源區中的組分發生變化，而且會使N型層和P型層中物質的濃度、分布發生變化，從而會降低LED外延片的內量子效率。

綜上所述，如何提高垂直結構的LED外延片的制備效率，并提高所制備出的LED外延片的良品率和內量子效率，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種LED芯片、垂直結構的LED外延片及其制備方法，以提高垂直結構的LED外延片的制備效率，并提高所制備出的LED外延片的良品率和內量子效率。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種垂直結構的LED外延片的制備方法，包括：

在清洗后的金屬襯底表面生長GaN成核層，并在所述GaN成核層表面生長P型GaN層；

在所述P型GaN層表面生長GaN阻擋層，并在所述GaN阻擋層表面生長多量子阱層；

在所述多量子阱層上生長N型GaN層，以得到垂直結構的LED外延片。

優選的，在清洗后的金屬襯底表面生長GaN成核層之前，還包括：

將清洗后的所述金屬襯底放置在MOCVD反應室中，以利用MOCVD法得到所述垂直結構的LED外延片。

優選的，在將清洗后的所述金屬襯底放置在MOCVD反應室中之前，還包括：

在清洗后的所述金屬襯底的表面蒸鍍金屬層；

在清洗后的金屬襯底表面生長GaN成核層之后，還包括：

將生長有所述GaN成核層的金屬襯底從所述MOCVD反應室取出，并放置在HVPE反應室內，在所述GaN成核層表面生長P型納米線層，并在所述P型納米線層表面生長P型納米線融合層；

將生長有所述P型納米線融合層的金屬襯底從所述HVPE反應室內取出，并放置在所述MOCVD反應室內。

優選的，在所述GaN阻擋層表面生長多量子阱層，包括：

在所述GaN阻擋層表面生長InGaN/GaN多量子阱層，其中，InGaN的組分比例為15％，GaN的組分比例為85％。