[發(fā)明專利]一種LED及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010425033.6
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111599900A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚永勝;李秀東
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)院
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/40;H01L33/00
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 鄧愛民

本發(fā)明提供一種LED及其制備方法，包括單晶硅襯底，所述單晶硅襯底上依次沉積有二氧化硅薄膜、鎳鉑合金薄膜、多層石墨烯薄膜、氮化鎵緩沖層、n型氮化鎵薄膜、InGaN/GaN多量子阱層、p型氮化鎵薄膜，所述p型氮化鎵薄膜和n型氮化鎵薄膜上設(shè)有金屬電極，本發(fā)明提供了一種成本低的LED及其制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種LED及其制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)由于具有光效高、體積小、壽命長等特點，被廣泛應(yīng)用于照明顯示領(lǐng)域，引領(lǐng)著新的照明革命。其中，基于GaN、InGaN及AlGaN等III族氮化物的LED器件對LED的發(fā)展和白光LED通用照明技術(shù)的應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。

目前，商業(yè)化的GaN基LED大多是在單晶藍(lán)寶石晶片上用MOCVD方法制備的，它們具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。然而，由于藍(lán)寶石作為GaN外延襯底存在面積小、成本高、難度大等問題，使得GaN基LED的應(yīng)用受到限制。為了克服這些困難、拓展GaN基LED的應(yīng)用領(lǐng)域，需要開發(fā)一種在替代襯底上制備高質(zhì)量LED的技術(shù)。

與藍(lán)寶石襯底相比，單晶硅襯底具有大面積、低成本及較好的導(dǎo)熱性等特點，是一種重要的GaN基LED候選襯底。但硅與GaN的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)相差較大，使得直接在單晶硅襯底上沉積的GaN薄膜質(zhì)量很差。同時，由于GaN薄膜的制備通常采用MOCVD方法，需要很高的沉積溫度，在制備過程中容易由于應(yīng)力過大而使得薄膜龜裂，成品率低。因此，需要開發(fā)具有新型結(jié)構(gòu)的LED器件并采用低生長溫度及低成本的LED制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種成本低的LED及其制備方法，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種LED，包括單晶硅襯底，所述單晶硅襯底上依次沉積有二氧化硅薄膜、鎳鉑合金薄膜、多層石墨烯薄膜、氮化鎵緩沖層、n型氮化鎵薄膜、InGaN/GaN多量子阱層、p型氮化鎵薄膜，所述p型氮化鎵薄膜和n型氮化鎵薄膜上設(shè)有金屬電極。

優(yōu)選的，所述二氧化硅薄膜的厚度為5nm-50nm。

優(yōu)選的，所述鎳鉑合金薄膜中鉑的含量為1％-50％。

優(yōu)選的，所述鎳鉑合金薄膜的厚度為10nm-300nm。

優(yōu)選的，所述多層石墨烯薄膜厚度小于5nm。

優(yōu)選的，所述p型氮化鎵薄膜與金屬電極之間生長一層透明導(dǎo)電薄膜。

優(yōu)選的，所述多層石墨烯薄膜及氮化鎵基薄膜濺射沉積溫度低于700℃。

一種LED的制備方法，包括如下步驟，

(1)在單晶硅襯底上采用熱氧化法沉積厚度為5nm-50nm的二氧化硅薄膜；

(2)在二氧化硅薄膜上沉積鉑的含量為1％-50％的鎳鉑合金薄膜；

(3)在鎳鉑合金薄膜上采用脈沖濺射法沉積厚度小于5nm的多層石墨烯薄膜；

(4)在多層石墨烯薄膜上采用脈沖濺射法依次沉積氮化鎵緩沖層、n型氮化鎵薄膜、InGaN/GaN多量子阱層、p型氮化鎵薄膜；

(5)在p型氮化鎵薄膜和n型氮化鎵薄膜上設(shè)置金屬電極。

(三)有益效果

綜上所述，本發(fā)明中的多層石墨烯薄膜及氮化鎵基薄膜均由脈沖濺射技術(shù)制備，可在較低溫度下在大面積硅片上制備氮化鎵基LED器件，從而大幅降低LED生產(chǎn)成本。

附圖說明