生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，包括多根生长在硅衬底上的纳米柱；每根纳米柱由下至上依次包括非掺杂含铟氮化镓纳米柱、n型掺杂氮化镓层、铟镓氮/氮化镓多量子阱、p型掺杂氮化镓层。本发明专利技术还公开了生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片的制备方法，包括以下步骤：(1)硅衬底的清洗；(2)金属铟液滴的沉积：(3)非掺杂含铟氮化镓纳米柱的生长；(4)n型掺杂氮化镓层的生长；(5)铟镓氮/氮化镓多量子阱的外延生长；(6)p型掺杂氮化镓层的外延生长。本发明专利技术具有生长工艺简单，制备成本低廉的优点，且制备的LED外延片缺陷密度低、结晶质量好，电学、光学性能好。

Gan nano column LED epitaxial sheet grown on silicon substrate and preparation method thereof

The invention discloses a gallium nitride nano column LED epitaxial films grown on silicon substrates, including a plurality of nanorods grown on silicon substrate; each nanometer column followed by the bottom including non doped indium containing gallium nitride nano column, n doped GaN layer, InGaN / GaN multiple quantum wells, P doped Gan layer. The preparation method of the invention also discloses a gallium nitride nano column LED epitaxial films grown on silicon substrate, which comprises the following steps: (1) cleaning of the silicon substrate; (2) the deposition of metal indium droplets: (3) non doped indium gallium nitride nanorods growth; (4) n doped GaN layer growth; (5) InGaN / GaN MQW epitaxial growth; (6) the P doped Gan epitaxial layer growth. The invention has the advantages of simple growth process and low preparation cost, and the prepared LED epitaxial sheet has low defect density, good crystalline quality and good electrical and optical performance.

【技术实现步骤摘要】
生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片及其制备方法
本专利技术涉及LED外延片，特别涉及生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片及其制备方法。
技术介绍
发光二极管(LED)作为一种新型的固态照明光源和绿色光源，具有节能、环保、体积小、用途广泛和使用寿命长等突出特点，在室外照明、商业照明以及军事照明等领域都具有广泛的应用。当前，在全球气候变暖问题日趋严峻的背景下，节约能源、减少温室气体排放成为全世界面临的重要问题。以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济，是经济发展的重要方向。在照明领域，LED作为一种新型的绿色固态照明产品，是未来发展的趋势。但是现阶段LED要向高效节能环保的方向发展，其发光效率仍有待于进一步提高。氮化镓及III-族氮化物由于宽禁带、稳定的物理化学性质、高的热导率和高的电子饱和速度等优点，广泛应用于发光二极管(LED)、激光器和光电子器件等方面。与其他宽禁带半导体材料相比，氮化镓材料除具有上述优点外，其纳米级的材料在量子效应、界面效应、体积效应、尺寸效应等方面还表现出更多新颖的特性。氮化镓纳米材料因“尺寸效应”产生了一系列新颖特性，使得它在基本物理科学和新型技术应本文档来自技高网...

【技术保护点】
生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，包括多根生长在硅衬底上的纳米柱；每根纳米柱由下至上依次包括非掺杂含铟氮化镓纳米柱、n型掺杂氮化镓层、铟镓氮/氮化镓多量子阱和p型掺杂氮化镓层。

【技术特征摘要】
1.生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，包括多根生长在硅衬底上的纳米柱；每根纳米柱由下至上依次包括非掺杂含铟氮化镓纳米柱、n型掺杂氮化镓层、铟镓氮/氮化镓多量子阱和p型掺杂氮化镓层。2.根据权利要求1所述的生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，所述非掺杂含铟氮化镓纳米柱的高度为300～900nm，直径为30～100nm。3.根据权利要求1所述的生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，所述n型掺杂氮化镓层的高度为1～3μm。4.根据权利要求1所述的生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，所述铟镓氮/氮化镓多量子阱为7～10个周期的铟镓氮阱层/氮化镓垒层，其中铟镓氮阱层的高度为2～3nm，氮化镓垒层的高度为10～13nm。5.根据权利要求1所述的生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片，其特征在于，所述p型掺杂氮化镓层的高度为300～350nm。6.权利要求1～5任一项所述的生长在硅衬底上的氮化镓纳米柱LED外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)硅衬底的清洗；(2)金属铟液滴的沉积：采用分子束外延生长工艺，硅衬底温度控制在550～650℃，在反应室的压力为5.0～6.0×10-5Pa条件下，铟束源中的金属铟在硅衬底上沉积的同时发生退火，形成金属铟液滴作为形成含铟氮化镓纳米柱的催化剂，所述生长温度范围为550～650℃，所述生长时间为0.5～1h；(3)非掺杂含铟氮化镓纳米柱的生长：采用分子束外延生长工艺，硅衬底温度控制在300～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，韩晶磊，温雷，高芳亮，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44