一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构及其制备方法，包括铜衬底、二维衍生膜及氮化物外延层，所述二维衍生膜位于所述铜衬底及所述氮化物外延层之间，且所述二维衍生膜附着在所述铜衬底的表面上，所述氮化物外延层附着在所述二维衍生膜上。制备步骤包括在铜衬底上制备一层或两层以上的二维衍生膜层以及在所述具有二维衍生膜层的铜衬底上生长氮化物外延层。采用本发明专利技术所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构后，可以实现在金属铜衬底上进行具有较高晶体质量的氮化物外延生长，不仅节约了成本，而且改善了器件光、电、热学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构及其制备方法
本专利技术涉及一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构及其制备方法，属于LED光电子器件的制造

技术介绍
使用氮化物AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y≤1；x+y≤1；纤锌矿晶体结构)半导体材料制作的发光二极管LED以其节能、环保、长寿命等优点逐渐在电子显示屏、景观照明、矿灯、路灯、液晶显示器背光源、普通照明、光盘信息存储、生物医药等领域展开广泛应用。上述化合物半导体可以覆盖从红外、可见到紫外光的全部光谱能量范围，而通过控制氮化物合金的阳离子组分可以准确地定制LED器件的发射波长。从应用领域范围、市场容量来看，又以氮化物LED的应用为大宗、主流，比如，以白光LED为应用代表的半导体照明行业。制作氮化物LED时，首先在衬底上进行氮化物LED结构的外延膜层生长，然后进行芯片器件加工得到分离的器件单元，即芯片。常见的外延生长方法包括：有机金属化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)、脉冲溅射沉积(PSD)、射频磁控溅射(RF-MS)、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)、远程等离子体增强化学气相沉积(R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：包括铜衬底、二维衍生膜及氮化物外延层，所述二维衍生膜位于所述铜衬底及所述氮化物外延层之间，且所述二维衍生膜附着在所述铜衬底的表面上，所述氮化物外延层附着在所述二维衍生膜上；其中，所述铜衬底为仅由金属铜材质组成的自支撑薄片，或者为其它材质衬底上附着一层或两层以上的金属薄膜组成的复合衬底；所述二维衍生膜由一层或两层以上的二维纳米片材料构成，且所述二维纳米片材料包括石墨烯、六方氮化硼中的任意一种或两种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：包括铜衬底、二维衍生膜及氮化物外延层，所述二维衍生膜位于所述铜衬底及所述氮化物外延层之间，且所述二维衍生膜附着在所述铜衬底的表面上，所述氮化物外延层附着在所述二维衍生膜上；其中，所述铜衬底为仅由金属铜材质组成的自支撑薄片，或者为其它材质衬底上附着一层或两层以上的金属薄膜组成的复合衬底；所述二维衍生膜由一层或两层以上的二维纳米片材料构成，且所述二维纳米片材料包括石墨烯、六方氮化硼中的任意一种或两种的组合。2.根据权利要求1所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述其它材质包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氮化铝、氮化硼、锗、二氧化硅、砷化镓、磷化铟、氧化锌、氧化镓、尖晶石、铝酸锂、铝镁酸钪、镓酸锂、铝镁酸钪、铌酸锂、硼化锆或硼化铪中的至少一种；所述金属薄膜由至少一层金属铜薄膜组成；或者所述金属薄膜的材质为Cu、Ni、Pt、Fe、Co、Ag、Ir、Rh、W、Ti、Sn、Au、Al或Pd中的任意一种或两种以上的混合，且至少有一层金属铜薄膜处于所述复合衬底的最表层。3.根据权利要求1所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述二维衍生膜的原子呈六角蜂窝状排布。4.根据权利要求1至3任一项所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述氮化物外延层由从下至上依次叠加的缓冲层、n型电子注入层、有源层和p型空穴注入层构成，且所述缓冲层附着在所述二维衍生膜上。5.根据权利要求4所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述缓冲层的厚度为0.001～10μm；所述n型电子注入层的厚度为0.1～20μm；所述有源层的厚度为1～2000nm；所述p型空穴注入层的厚度为0.05～5μm。6.根据权利要求4所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述缓冲层包括至少一个缓冲层子层，所述缓冲层子层由氮化物AlxInyGa1-x-yN中的至少一种构成，其中，0≤x,y≤1，x+y≤1；每个所述缓冲层子层分别进行n型掺杂、p型掺杂或非掺杂；所述n型掺杂中掺杂的元素为Si、Sn、S、Se或Te中的至少一种；所述p型掺杂中掺杂的元素为Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一种。7.根据权利要求4所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述n型电子注入层包括一个以上的n型子层，所述n型子层由氮化物AlxInyGa1-x-yN中的至少一种构成，其中，0≤x,y≤1；x+y≤1；每个所述n型子层分别进行n型掺杂，且n型掺杂的掺杂浓度相同或不同，所述n型掺杂中掺杂的元素为Si、Sn、S、Se和Te中的至少一种。8.根据权利要求4所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述有源层包括一个以上的薄膜子层，所述薄膜子层由氮化物AlxInyGa1-x-yN中的至少一种构成，其中，0≤x,y≤1；x+y≤1；每个所述薄膜子层分别进行n型掺杂、p型掺杂或非掺杂；所述n型掺杂中掺杂的元素为Si、Sn、S、Se或Te中的至少一种；所述p型掺杂中掺杂的元素为Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一种。9.根据权利要求4所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构，其特征在于：所述p型空穴注入层包括一个以上的p型子层，所述p型子层由氮化物AlxInyGa1-x-yN中的至少一种构成，其中，0≤x,y≤1；x+y≤1；每个所述p型子层分别进行p型掺杂，且每个所述p型子层的p型掺杂的掺杂浓度相同或不同，所述p型掺杂中掺杂的元素为Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一种。10.一种权利要求1至9任一项所述的基于铜衬底的氮化物LED外延片结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在铜衬底上制备一层或两层以上的二维衍生膜层，制得具有二维衍生膜层的铜衬底；具体包括三种制备方法：制备方法一，在铜衬底上直接使用化学气相沉积的方法制备一层或两层以上的石墨烯层或者六方氮化硼层；制备方法二，在所述铜衬底上制备一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，胡兵，刘素娟，李金权，裴晓将，
申请(专利权)人：北京中科天顺信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11