[實用新型]一種適用于襯底化學剝離的氮化鎵基LED外延結構

有效

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• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN209045601U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 武良文
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種適用于襯底化學剝離的氮化鎵基LED外延結構，包括襯底、氧化鎵犧牲層、保護層、氮化鎵基外延功能層；其中：所述氧化鎵犧牲層介于襯底與氮化鎵基外延功能層之間,所述氧化鎵犧牲層上設置有一個在高氮氫比載氣環(huán)境下生長的保護層。本實用新型的優(yōu)點在于：采用氧化鎵（Ga₂O₃）作為化學剝離的犧牲層，一方面氧化鎵與氮化鎵材料的晶格失配度較低，在氧化鎵上可以成長出高品質的氮化鎵基LED外延結構,另一方面氧化鎵和弱酸容易發(fā)生反應而被去除（而氮化鎵不會和弱酸發(fā)生反應），所以在一種有氧化鎵犧牲層的氮化鎵基LED外延結構中,可以利用弱酸溶液去除氧化鎵犧牲層,完成襯底與氮化鎵基LED外延結構層的剝離。

技術領域

本實用新型涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種適用于襯底化學剝離的氮化鎵基LED外延結構。

背景技術

氮化鎵（GaN）基發(fā)光二極管（LED， Light Emitting Diode）目前的襯底主流為藍寶石襯底，但因為藍寶石材料本身熱導率差和不導電的特性，對某些LED產(chǎn)品的設計與制作有將藍寶石襯底剝離的需求。如大功率LED芯片因為散熱需求，需要將藍寶石襯底剝離下來，垂直結構的LED則需要將不導電的藍寶石襯底剝離來制備一側電極，Micro LED則因為尺寸和轉移方面的考量，需要將藍寶石襯底剝離等。如何將氮化鎵基LED的藍寶石襯底剝離下來，要求既不損傷氮化鎵基LED外延結構層，又能實現(xiàn)藍寶石襯底的重復使用，一直是氮化鎵基LED藍寶石襯底剝離技術的發(fā)展方向。

目前，氮化鎵基LED藍寶石襯底剝離的方式主要有物理激光剝離和化學蝕刻犧牲層剝離。物理激光剝離襯底方式容易對氮化鎵基LED外延結構層造成損傷而影響LED產(chǎn)品性能。化學蝕刻犧牲層剝離襯底方式則對犧牲層的選擇要求比較高，如犧牲層和其上的外延層晶格匹配度不好，會對外延層的品質有重大的影響。

實用新型內容

（一）解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種適用于襯底化學剝離的氮化鎵基LED外延結構，解決了現(xiàn)有氮化鎵基LED藍寶石襯底剝離方式中存在對氮化鎵基LED外延結構層造成損傷而影響LED產(chǎn)品性能，且對犧牲層的選擇要求比較高的問題。

（二）技術方案

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種適用于襯底化

學剝離的氮化鎵基LED外延結構包括襯底、氧化鎵犧牲層、保護層、氮化鎵基外延功能層；其中：所述氧化鎵犧牲層介于襯底與氮化鎵基外延功能層之間,所述氧化鎵犧牲層上設置有一個在高氮氫比載氣環(huán)境下生長的保護層。

其中，所述襯底為碳化硅基板、硅基板、藍寶石基板中的一種。

其中，所述氧化鎵犧牲層厚度為100nm～10um。

其中，所述保護層為在高氮氫比載氣環(huán)境下生長的氮化鎵基外延層，所述高氮氫比大于20，所述保護層厚度為30nm～3um。

其中，所述氮化鎵基外延功能層包含有N型氮化鎵基外延層、有源層、P型氮化鎵基外延層，所述氮化鎵基外延功能層厚度為1um～10um。

此外，所述襯底和氧化鎵犧牲層之間可設有一層緩沖層,所述緩沖層為物理濺射的氮化鋁薄膜或金屬有機物化學氣相沉積生長的氮化鎵薄膜，所述緩沖層厚度為10nm～3um。

（三）有益效果