[發明專利]深紫外LED制備方法在審

申請號：	201910093849.0	申請日：	2019-02-02
公開（公告）號：	CN109860355A	公開（公告）日：	2019-06-07
發明（設計）人：	華斌;何偉	申請（專利權）人：	蘇州漢驊半導體有限公司
主分類號：	H01L33/06	分類號：	H01L33/06;H01L33/32;H01L33/12;H01L33/00
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	215000 江蘇省蘇州市工業園區***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	量子阱層深紫外LED 制備緩沖層掩膜層襯底出光方向垂直納米柱陣列垂直分布發光效率核殼結構間隔設置量子限制外延結構生長申請發光
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【說明書】：

本申請提出一種深紫外LED制備方法，包括：提供襯底，并在所述襯底上形成緩沖層；在所述緩沖層上形成間隔設置的掩膜層；在所述掩膜層之間的間隙生長n型AlGaN層，形成垂直分布的納米柱陣列；在所述n型AlGaN層上依次生長量子阱層、p型AlGaN層和p型GaN層，形成從內到外依次為n型AlGaN層、量子阱層、p型AlGaN層和p型GaN層的核殼結構。本申請所提出的的深紫外LED制備方法，量子阱層相比于傳統外延結構LED具有較大面積，可以提高發光面積，并且所述量子阱層大部分出光方向垂直于C面，不受量子限制斯塔克效應的影響，提高發光效率。

技術領域

本發明涉及LED領域，特別是涉及一種深紫外LED制備方法。

背景技術

深紫外LED作為光源，有別于傳統的氣體深紫外光源和水銀深紫外光源，具有方便、高效、環保等優點。深紫外LED高鋁組分三元或四元氮化物是制備深紫外LED的核心材料。但長期以來，基于高鋁組分氮化物的深紫外LED一直面臨著LED中非活性材料對紫外光的吸收很強以及量子限制斯塔克效應等問題，導致深紫外LED的發光效率較低，這大大制約了深紫外LED的廣泛應用。

目前，LED結構中引入納米線，將大幅提高光取出效率，成為紫外LED研究的熱點。現有的納米線制作工藝主要是通過自上而下的刻蝕制成。這種納米線工藝是在LED外延片結構上進行刻蝕而得，雖然這種結構能提升光取出效率，但是也損失了大面積的量子阱發光層，而且刻蝕的斷面存在大量懸掛鍵，易形成非輻射復合中心，降低了發光效率。此外這種納米線結構沒有解決量子限制斯塔克效應，內建極化電場依然存在，降低了電子空穴復合的幾率，導致內量子效率低下。

發明內容

本申請提出一種深紫外LED制備方法，包括：

提供襯底，并在所述襯底上形成緩沖層；

在所述緩沖層上形成間隔設置的掩膜層；

在所述掩膜層之間的間隙生長n型AlGaN層，形成垂直分布的納米柱陣列；

在所述n型AlGaN層上依次生長量子阱層、p型AlGaN層和p型GaN層，形成從內到外依次為n型AlGaN層、量子阱層、p型AlGaN層和p型GaN層的核殼結構。

在一個實施例中，生長形成所述納米柱陣列的溫度為1100℃-1300℃，Ⅴ族元素與Ⅲ族元素濃度的比值為200-300。

在一個實施例中，生長形成所述核殼結構的的溫度為1000℃-1200℃，Ⅴ族元素與Ⅲ族元素濃度的比值為400-500。

在一個實施例中，所述量子阱層包括多個AlGaN/GaN異質結構。

在一個實施例中，所述掩膜層為二氧化硅或者氮化硅。

在一個實施例中，所述納米柱的高度為2um-15um。

在一個實施例中，形成所述緩沖層的過程為：將所述襯底放入MOCVD反應室中，在800℃-1000℃的溫度下，通入氨氣和含有鋁源的氣體。