[發(fā)明專利]深紫外發(fā)光二極管的外延片及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113571617B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 丁濤;龔程成;尹涌;梅勁
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/16;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

本公開提供了一種深紫外發(fā)光二極管的外延片及其制備方法，屬于光電子制造技術領域。該外延片包括襯底和依次形成在所述襯底上的第一AlN層、第二AlN層、氮原子層、第三AlN層、n型AlGaN層、多量子阱層和p型層，所述第二AlN層的表面粗糙度大于所述第一AlN層的表面粗糙度，所述氮原子層為通過等離子體處理形成于所述第二AlN層上的膜層。本公開實施例能夠減少多層AlN薄膜中，因AlN的晶體原子排列不整齊，而導致AlN薄膜的晶體質量差的問題，改善外延片的晶體質量，提高深紫外發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

技術領域

本公開涉及光電子制造技術領域，特別涉及一種深紫外發(fā)光二極管的外延片及其制備方法。

背景技術

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)作為光電子產業(yè)中極具影響力的新產品，具有體積小、使用壽命長、顏色豐富多彩、能耗低等特點，廣泛應用于照明、顯示屏、信號燈、背光源、玩具等領域。LED的核心結構是外延片，外延片的制作對LED的光電特性有著較大的影響。

外延片通常包括n型層、多量子阱層和p型層。深紫外發(fā)光二極管是發(fā)光波長在200nm至350nm的發(fā)光二極管，深紫外發(fā)光二極管的外延片中n型層通常為AlGaN層。在生長n型層之前，會先在襯底上生長出AlN薄膜，因此AIN膜層的晶體質量影響著AlGaN層的晶體質量，進而會影響LED的發(fā)光效率。

通常在襯底上會依次形成晶格常數逐層增大的多層AlN薄膜，以減少AlN薄膜和AlGaN層之間的位錯缺陷。然而，分次形成的多層AlN薄膜中，容易出現AlN的晶體原子排列不整齊的問題，進而導致形成的AlN薄膜的晶體質量較差。

發(fā)明內容

本公開實施例提供了一種深紫外發(fā)光二極管的外延片及其制備方法，能夠減少多層AlN薄膜中，因AlN的晶體原子排列不整齊，而導致AlN薄膜的晶體質量差的問題，改善外延片的晶體質量，提高深紫外發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

所述技術方案如下：

一方面，本公開實施例提供了一種深紫外發(fā)光二極管的外延片，所述外延片包括襯底和依次形成在所述襯底上的第一AlN層、第二AlN層、氮原子層、第三AlN層、n型AlGaN層、多量子阱層和p型層，所述第二AlN層的表面粗糙度大于所述第一AlN層的表面粗糙度，所述氮原子層為通過等離子體處理形成于所述第二AlN層上的膜層。

可選地，所述第一AlN層的厚度為1nm至100nm，所述第二AlN層的厚度為1nm至100nm。

可選地，所述第一AlN層的厚度大于所述第二AlN層的厚度。

另一方面，本公開實施例還提供了一種深紫外發(fā)光二極管的外延片的制備方法，所述制備方法包括：

提供一襯底；在所述襯底上依次生長第一AlN層和第二AlN層，所述第二AlN層的表面粗糙度大于所述第一AlN層的表面粗糙度；通過等離子體處理在所述第二AlN層上形成氮原子層；在所述氮原子層上依次生長第三AlN層、n型AlGaN層、多量子阱層和p型層。

可選地，所述等離子體處理的工藝參數如下：溫度為100℃至600℃，反應氣體為氮氣，反應氣體的通入量為50sccm至200sccm，施加電場為交變電場，電場功率為10W至100W。

可選地，所述第一AlN層在氮氣氣氛下生長，所述第二AlN層在氫氣氣氛下生長。

可選地，所述第一AlN層的生長溫度為1000℃至1100℃，所述第二AlN層的生長溫度為1000℃至1100℃。

可選地，生長所述第一AlN層和所述第二AlN層時，以氨氣和三甲基鋁作為反應物，且Ⅴ/Ⅲ摩爾比為100至300，工藝時間為30s至100s。