[發明專利]大角度斜切藍寶石襯底AlN制備、發光二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 202010976152.0
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112151645A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 周小偉;岳文凱;吳金星;李培咸;王燕麗;許晟睿;馬曉華;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，包括：

選取一大角度斜切藍寶石襯底、一常規藍寶石襯底；

在所述大角度斜切藍寶石襯底上生長AlN層得到大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層，在所述常規藍寶石襯底上生長AlN層得到常規藍寶石襯底AlN外延層；

將所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面與所述常規藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面貼合，并置于高溫退火爐中進行高溫退火，將完成高溫退火后的大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層、常規藍寶石襯底AlN外延層剝離；

在高溫退火后的大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層上重復進行生長AlN層、高溫退火處理直到所述高溫退火后的大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層上的AlN層達到預設厚度，以完成大角度斜切藍寶石襯底AlN制備。

2.根據權利要求1所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，所述大角度斜切藍寶石襯底的斜切方向為c面偏向a面，斜切角范圍為0.2°～6°。

3.根據權利要求1所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，所述大角度斜切藍寶石襯底生長的AlN層厚度為200nm～400nm。

4.根據權利要求1所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，所述常規藍寶石襯底上生長的AlN層厚度為200nm～300nm。

5.根據權利要求1所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，將所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面與所述常規藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面貼合，并置于高溫退火爐中進行高溫退火包括：

將所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面與所述常規藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面上下貼合，并置于高溫退火爐中，其中，所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面在下，所述常規藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面在上，工藝條件：向高溫退火爐中通入氮氣和氬氣，通入的氮氣和氬氣體積比為3:1，高溫退火爐內壓力保持在0.03～0.6個大氣壓；高溫退火爐溫度升至1600℃～1750℃，保溫1h～3h進行高溫退火處理；高溫退火完成后高溫退火爐快速降溫至室溫。

6.根據權利要求5所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，所述高溫退火爐快速降溫至室溫的時間控制在0.5h～1.5h。

7.根據權利要求1所述的大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法，其特征在于，所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN層預設厚度為0.2μm～5μm。

8.一種發光二極管的制備方法，其特征在于，包括：

通過權利要求1～7任一所述大角度斜切藍寶石襯底AlN制備方法制備得到大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層，所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN層的厚度為預設厚度；

在所述大角度斜切藍寶石襯底AlN外延層的AlN生長面生長AlN同質外延層；

在所述AlN同質外延層上生長n型AlGaN層；

在所述n型AlGaN層上生長AlGaN/AlN多量子阱層；

在所述AlGaN/AlN多量子阱層上生長AlGaN電子阻擋層；

在所述AlGaN電子阻擋層上生長p型AlGaN層；

采用感應耦合等離子體刻蝕工藝將部分所述p型AlGaN層刻蝕至n型AlGaN層形成n型AlGaN臺面，并采用濺射金屬的方法分別在所述n型AlGaN臺面上沉積n型電極，在另一部分所述p型AlGaN層上沉積p型電極，以完成發光二極管的制備。

9.根據權利要求8所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述大角度斜切藍寶石襯底的斜切方向為c面偏向a面，斜切角范圍為0.2°～6°。

10.一種發光二極管，其特征在于，所述發光二極管由權利要求8～9任一發光二極管的制備方法制備得到。