[發明專利]一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構

在審

• 申請號: 202210294409.3
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114613889A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 潘超;楊輝;徐東;倪瑞
• 申請（專利權）人: 淮安澳洋順昌光電技術有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明公開了一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構及其制備方法，低溫pGaN層之間和pAlGaN層之間增加插入層，所述插入層為AlN層；或，所述插入層為In_xAl_1?xN層，其中0x0.3；或，所述插入層為AlN與In_xAl_1?xN復合層，其中0x0.3。本發明改進該插入層結構，通過異質結界面變得光滑，使P?AlGaN層應力分布均勻，穿透位錯降低，進而起到了提高LED芯片抗靜電能力的效果。

技術領域

本發明涉及半導體照明領域，特別涉及一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構。

背景技術

由于發光二極管提升節能環保，可靈巧設計，長壽命等優勢，近年來得到迅速發展。尤其是III-V族氮化物的半導體LED技術在藍光領域的成功，直接推動了LED照明進入千家萬戶。目前主流GaN基發光二極管芯片結構為：在圖形化藍寶石襯底上從下至上依次生長的緩沖層，非摻雜GaN層，摻Si的n型GaN層，應力釋放層，多量子阱層，低溫pGaN層，pAlGaN層，摻Mg的p型GaN層。但其中低溫P和P-AlGaN異質結之間晶格失配較大，導致P-AlGaN的生長中穿透位錯密度高，應力分布不均勻的技術問題，從而導致LED芯片的抗靜電能力不足。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構，該LED外延結構中的低溫P和P-AlGaN異質結之間晶格失配小，P-AlGaN的生長中穿透位錯密度低，應力分布均勻，從而使LED芯片的抗靜電能力強。

本發明通過以下技術方案實現：

一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構，包括從下至上依次分布的襯底、緩沖層、n型GaN層，應力釋放層，多量子阱層，P型包層，電子阻擋層，p型GaN層和接觸層，P型包層之間和電子阻擋層之間增加插入層，所述插入層為AlN層；或，所述插入層為In_xAl_1-xN層，其中0x0.3；或，所述插入層為AlN與In_xAl_1-xN復合層，其中0x0.3。

進一步的：所述緩沖層和n型GaN層之間還設有非摻雜的GaN層，所述P型包層為低溫pGaN層，所述電子阻擋層為pALGaN層。

進一步的：所述插入層厚度為0.5nm~10nm。

進一步的：所述AlN與In_xAl_1-xN復合層結構為AlN與In_xAl_1-xN循環上下疊加，循環次數為1~10次。

進一步的：所述插入層為P型氮化物層。

進一步的：所述In_xAl_1-xN層中In組分的占比為0~17%。

進一步的：所述AlN與In_xAl_1-xN復合層中，In_xAl_1-xN的In組分占比為0~17%。

本發明還提供一種提升抗靜電能力的GaN基LED外延結構的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將襯底升溫至1000-1200℃進行表面清潔處理5-10min；

步驟2、溫度降至750-900℃之間，生長厚度為20-30nm的緩沖層，生長壓力控制在200—760torr之間；

步驟3、高溫條件下生長2 ~3.5um非摻雜的GaN層，生長壓力控制在100-500torr；

步驟4、生長一層重摻Si的n型GaN層，厚度為3 ~4um，生長溫度在1000-1200℃之間，生長壓力控制在100-500torr之間；

步驟5、溫度降至800-900℃之間，生長應力釋放層；