[發明專利]硅襯底GaN基LED及其制備方法

在審

• 申請號: 202011635543.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112736171A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 周名兵
• 申請（專利權）人: 晶能光電（江西）有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種硅襯底GaN基LED，其特征在于，所述從下至上依次包括：硅襯底、多層位錯過濾緩沖層、UGaN層、NGaN電流擴展層、有源區應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、P型GaN電流擴展層及P型歐姆接觸層，其中，所述多層位錯過濾緩沖層中包括一AlN層和多層不同Al組分的Al_xGa_1-xN層，其中，0≤x≤1，或所述多層位錯過濾緩沖層中包括一AlN層和Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格結構，其中，0≤x≤1，0≤y≤1。

2.如權利要求1所述的硅襯底GaN基LED，其特征在于，

所述UGaN層中Ⅴ/Ⅲ比大于200；和/或

所述NGaN電流擴展層為摻硅NGaN/不摻硅UGaN超晶格結構，其中，晶格結構整體平均摻硅濃度為5e18～2e19，且超晶格結構中摻硅NGaN的厚度為1～50nm，不摻硅UGaN的厚度為1～50nm。

3.如權利要求1所述的硅襯底GaN基LED，其特征在于，

所述有源區應力釋放層中包括多層InGaN/GaN超晶格層及藍光/綠光淺阱，其中，In濃度越靠近多量子阱發光層越高；和/或

所述多量子阱發光層中MQW個數為5～10，Ⅴ/Ⅲ比大于2000。

4.如權利要求1或2或3所述的硅襯底GaN基LED，其特征在于，

所述電子阻擋層為Mg摻雜的p-AlGaN bulk層或者p-AlGaN/GaN超晶格層；和/或，

所述P型GaN電流擴展層為Mg摻雜的GaN；和/或，

所述P型歐姆接觸層為高Mg摻雜的GaN層或者InGaN層。

5.一種硅襯底GaN基LED制備方法，其特征在于，包括：

在硅襯底表面生長多層位錯過濾緩沖層，所述多層位錯過濾緩沖層中包括一AlN層和多層不同Al組分的Al_xGa_1-xN層，其中，0≤x≤1，或所述多層位錯過濾緩沖層中包括一AlN層和Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格結構，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；

依次在所述多層位錯過濾緩沖層表面生長UGaN層、NGaN電流擴展層、有源區應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、P型GaN電流擴展層及P型歐姆接觸層，完成硅襯底GaN基LED的制備。

6.如權利要求5所述的硅襯底GaN基LED制備方法，其特征在于，所述UGaN層的生長溫度為1050～1100℃，長速2～4.5μm/h，生長厚度為0.5-5μm，且Ⅴ/Ⅲ比大于200。

7.如權利要求5所述的硅襯底GaN基LED制備方法，其特征在于，所述NGaN電流擴展層的生長溫度為1050～1100℃，，且所述NGaN電流擴展層為摻硅NGaN/不摻硅UGaN超晶格結構，超晶格總生長厚度為1.5-3μm，晶格結構整體平均摻硅濃度為5e18～2e19，且摻硅NGaN的厚度為1～50nm，不摻硅UGaN的厚度為1～50nm。

8.如權利要求5所述的硅襯底GaN基LED制備方法，其特征在于，

所述有源區應力釋放層中包括多層InGaN/GaN超晶格及藍光/綠光淺阱，其中，In濃度越靠近多量子阱發光層越高；和/或

所述多量子阱發光層中MQW個數為5～10，Ⅴ/Ⅲ比大于2000，且生長速度為1～3nm/min。

9.如權利要求5或6或7或8所述的硅襯底GaN基LED制備方法，其特征在于，

所述電子阻擋層為Mg摻雜的p-AlGaN bulk層或者p-AlGaN/GaN超晶格層層；和/或，

所述P型GaN電流擴展層為Mg摻雜的GaN；和/或，

所述P型歐姆接觸層為高Mg摻雜的GaN層或者InGaN層。